纬度未知条件下捷联惯导系统晃动基座的初始对准

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纬度未知条件下捷联惯导系统晃动基座的初始对准

王跃钢¹, 杨家胜^1,2, 杨波¹

1. 第二炮兵工程大学自动控制系, 陕西西安 710025;
2. 中国人民解放军 96363部队, 甘肃天水 741000

收稿日期:2011-12-31 修回日期:2012-04-11 出版日期:2012-12-25 发布日期:2012-12-24
通讯作者: 王跃钢 E-mail:wangyueg@163.com
作者简介:王跃钢男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向: 导航制导与控制、导弹测试技术。Tel: 029-84741645 E-mail: wangyueg@163.com
基金资助:
国防预研基金

SINS Initial Alignment of Swaying Base Under Geographic Latitude Uncertainty

WANG Yuegang¹, YANG Jiasheng^1,2, YANG Bo¹

1. Department of Automatic Control Engineering, The Second Artillery Engineering University, Xi’an 710025, China;
2. No. 96363 Unit, People’s Liberation Army of China, Tianshui 741000, China

Received:2011-12-31 Revised:2012-04-11 Online:2012-12-25 Published:2012-12-24
Supported by:
National Defence Pre-research Foundation

摘要/Abstract

摘要：

针对纬度未知条件下捷联惯导系统(SINS)晃动基座的初始对准问题,提出晃动基座下的纬度估计算法和初始对准方法。前者通过惯性坐标系下两个不同时刻的重力加速度向量的夹角来求取纬度;后者利用惯性坐标系下的姿态更新来实时地反映载体在晃动干扰下的姿态变化,结合初始姿态的最优估计实现初始对准。理论分析表明,本文提出的纬度估计算法的误差主要由加速度计误差决定,陀螺误差和晃动干扰对其影响很小。仿真结果表明,本文提出的纬度估计算法和初始对准方法适用于纬度未知条件下晃动基座的初始对准。

关键词: 导航系统, 捷联惯导系统, 晃动基座, 初始对准, 纬度, 惯性坐标系

Abstract:

To solve the problem of initial alignment of the strapdown inertial navigation system (SINS) under swaying base with geographic latitude uncertainty, a new latitude estimation algorithm and initial alignment method are presented. The former uses the angle between the two gravities in the inertial frames of different times to extract latitude, while the latter utilizes the continuous attitude update to record the attitude changes caused by sway interrupt, and then uses the estimation of the initial attitude to determinate the attitude of the body. Theoretical analysis results show that the estimation error of latitude is mainly dependent on the accelerometer errors, while the error caused by gyro errors and swaying interrupt is tiny. The simulation results show that the proposed latitude estimation algorithm and initial alignment method can be used with good results under swaying base environments with latitude uncertainties.

Key words: navigation systems, strapdown inertial navigation system, swaying base, initial alignment, latitude, inertial frame

中图分类号:

V249.3

王跃钢, 杨家胜, 杨波. 纬度未知条件下捷联惯导系统晃动基座的初始对准[J]. 航空学报, 2012, 33(12): 2322-2329.

WANG Yuegang, YANG Jiasheng, YANG Bo. SINS Initial Alignment of Swaying Base Under Geographic Latitude Uncertainty[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2012, 33(12): 2322-2329.

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