一種基于橫坐標系的極區航行船舶捷聯慣性導航系統重調方法技術方案
Method for resetting strapdown inertial navigation system of polar navigation ship based on transverse coordinate system
The object of the invention is to provide a method for resetting a strapdown inertial navigation system of polar navigation ships based on a horizontal coordinate system
【技術實現步驟摘要】
一種基于橫坐標系的極區航行船舶捷聯慣性導航系統重調方法
本專利技術涉及的是一種導航方法，具體地說是導航系統重調方法。
技術介紹
船用慣性導航系統在船舶航行過程中，連續不斷地自主計算并輸出船舶的各種導航參數，包括船舶的速度、姿態、航向以及所在位置的經度、緯度等數據。慣性導航系統這種不需要借助電磁波或光波與外部衛星或天體聯系，而獨立完成導航功能的自主性是他的優點，但是慣性導航系統的誤差，特別是它提供的經度和緯度誤差，隨船舶航行時間的延長而不斷增長積累。遠洋船舶在海上航行時間很長，船用慣性導航系統需要在海上連續工作數十天甚至數月，不斷增長的緯度和經度誤差就必然超出允許的范圍。因此船用慣性導航系統的導航精度，需借助外部數據對慣性導航系統累積的誤差進行校準。隨著對極地地區科學考察的發展，極地的重要性越來越受到世界各國的重視。無論從地質資源、戰略意義或是貨運貿易來看，極區對于我國的發展都有重要的意義。對于航行在極區的船舶來說，導航的精度保證至關重要。目前，很多學者對慣性導航系統綜合校正技術進行了大量的研究工作。黃德鳴，程祿編著的《慣性導航系統》一書提出了基于OEPQ坐標系下綜合校正算法，這種算法需要限制載體航行方式，要求載體航行速度很低并且需沿緯線圈航行，并且在極地地區，OEPQ坐標系中的E軸和Q軸的指向在極區內的變化非常快，甚至在極點處沒有意義；哈爾濱工程大學曾提出在慣性系下使用位置和航向信息進行陀螺漂移和航向誤差校正的方法，但該方法也是建立在傳統坐標框架內，船舶在極區航行過程中，因緯度過高而不能進行導航解算；北京航空航天大學提出利用參數辨識的方法對系統進行綜合校正
【技術保護點】
一種基于橫坐標系的極區航行船舶捷聯慣性導航系統重調方法，其特征是：(1)在第一個位置點t
【技術特征摘要】
1.一種基于橫坐標系的極區航行船舶捷聯慣性導航系統重調方法，其特征是：(1)在第一個位置點tn時刻，將外部測量設備測得的位置信息與慣性導航系統的位置信息輸出值作差，得到第一點的橫經度位置誤差和橫緯度位置誤差后，并依此對系統位置誤差進行重調，應用橫坐標系下的P方程計算得到重調后第一位置點橫經緯度位置航向誤差與tn時刻平臺漂移角之間的關系式：P(tn)＝T(tn)ψi(tn)其中i表示地心慣性坐標系，P(tn)為tn時刻的橫經緯度位置誤差和航向誤差矩陣，ψi(tn)為tn時刻地心慣性坐標系下的平臺漂移角，T(tn)為P(tn)和ψi(tn)二者之間的坐標轉換矩陣；(2)在第二個位置點tn+1時刻再次觀測，將外部測量設備測得的位置信息與慣性導航系統的位置信息輸出值作差，得到第二點的橫經度位置誤差和橫緯度位置誤差并依此對系統位置誤差進行重調，結合步驟(1)，得到tn+1時刻位置航向誤差與陀螺漂移之間的關系P(tn+1)＝T(tn+1)([T(tn)]-1·P(tn)+U(tn+1-tn)·εb)其中，為矩陣在時刻tn到tn+1的積分，這里慣性坐標系下的ψ方程為平臺漂移角和陀螺漂移的關系方程，其表達式為其中ψi(t)表示t時刻慣性坐標系下的平臺漂移角，ψi(0)為初始平臺漂移角，為載體坐標系與慣性坐標系的轉換矩陣，εb為載體坐標系下的陀螺漂移；(3)在第三個位置點tn+2時刻進行第三次觀測，由外部測量設備測得的位置信息與慣性導航系統的位置信息輸出值作差，得到第三點的橫經度位置誤差和橫緯度位置誤差由步驟(1)和步驟(2)得到的結果，得到tn+2時刻位置航向誤差與陀螺漂移之間的關系P(tn+2)＝T(tn+2)([T(tn+1)]-1·P(tn+1)+U(tn+2-tn+1)·εb)(4)由步驟(2)得到的tn+1時刻橫經緯度位置航向誤差與陀螺漂移之間的關系以及由步驟(3)得到的tn+2時刻橫經緯度位置航向誤差與陀螺漂移之間的關系，得到tn+2時刻系統的陀螺漂移及航向誤差：其中δK(t...
【專利技術屬性】
技術研發人員：奔粵陽，尹冬寒，李倩，趙維珩，李明宇，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23
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