[发明专利]一种星敏感器模拟捷联惯导陀螺的方法

权利要求书

1.一种星敏感器模拟捷联惯导陀螺的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)采集星敏感器的输出：星敏感器的坐标系相对于惯性坐标系(i系)之间的姿态矩阵

获得惯性坐标系(i系)与载体坐标系(b系)之间的转换矩阵：

Cib=CsbCis,]]>

其中，为星敏感器坐标系(s系)与载体坐标系(b系)之间的转换矩阵，可以在安装时通过光学瞄准精确获得；

(2)通过星敏感器自身携带的世界标准时间系统，可以得到地球坐标系(e系)与惯性坐标系(i系)之间的转换矩阵：

Cie=cos(k+ωie·t)sin(k+ωie·t)0-sin(k+ωie·t)cos(k+ωie·t)0001,]]>

其中，ω_ie为地球自转角速度，t是世界标准时间系统提供的具体时间，k是初始位置与春分点之间的夹角；

(3)由外测信息采集当地的经纬度，由此信息可以得到地球坐标系与地理坐标系之间的转换矩阵：

Cen=-sinλcosλ0-sinLcosλ-sinLsinλcosLcosLcosλcosLsinλsinL,]]>

其中，L为载体的地理纬度，λ为载体的地理经度；

(4)根据步骤(1)、(2)与(3)的信息可以得到载体坐标系与导航坐标系之间的转换矩阵：

Cnb=CsbCis(CenCie)-1;]]>

(5)令

T=(Cnb)-1=T11T12T13T21T22T23T31T32T33,]]>

则三个姿态角的主值为：

纵摇角θ_主＝sin^-1(T₃₂)

横摇角

航向角

则三个姿态角的真值为：

θ＝θ_主

将得到的信息对时间t求导，得到三个姿态角速度：

ωθ=dθdt]]>

ωγ=dγdt]]>

ωψ=dψdt;]]>

(6)基于星敏感器模拟陀螺输出的角速度为：

ωibb=ωnbb+(Cbn)-1(ωien+ωenn),]]>

其中：为地理坐标系(n系)与载体坐标系(b系)间的转动速度在载体坐标系上的投影；为惯性坐标系(i系)与地球坐标系(e系)间的转动速度在地理坐标系上的投影；为地球坐标系(e系)与地理坐标系(n系)间的转动速度在地理坐标系上的投影，

ωnbb=-ωψsinγcosθ+ωθcosγωψsinθ+ωγωψcosγcosθ+ωθsinγ]]>

ωien=0ωiecosLωiesinLT]]>

ωenn=-VNRM+hVERN+hVEtanLRN+hT,]]>

其中：L为载体的地理纬度，ω_ie为地球自转角速度，h为载体高度，R_M为子午面曲率半径，R_N为卯酉面曲率半径，V_E、V_N分别为载体东向与北向速度。