[发明专利]混合式光学陀螺高精度低延时惯导系统及其惯性解算方法

权利要求书

1.一种混合式光学陀螺高精度低延时惯导系统，其特征在于：包括：惯性测量单元、惯性数据采集与处理单元和导航解算单元；所述惯性测量单元与惯性数据采集与处理单元相连接，用于测量惯性数据并输出与之对应的数字或模拟信号；所述惯性数据采集与处理单元与导航解算单元相连接，用于完成惯性测量单元产生的数字或模拟信号的采集、转换和滤波处理；所述导航解算单元用于在数据采集和处理单元所输出数据的基础上，计算得到当前时刻的速度、位置和姿态。

2.一种混合式光学陀螺高精度低延时惯导系统的惯性解算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、构建捷联惯导系统，测量惯性数据并输出与之对应的数字或模拟信号；

步骤2、完成惯性测量单元产生的数字或模拟信号的采集、转换和滤波处理；

步骤3、在数据采集和处理单元所输出数据的基础上，计算得到当前时刻的速度、位置和姿态。

3.根据权利要求2所述的一种混合式光学陀螺高精度低延时惯导系统的惯性解算方法，其特征在于：步骤1的捷联惯导系统包括三支激光陀螺、三支光纤陀螺和三支加速度计；其中设激光陀螺编号分别为g_x1，g_y1，g_z1，光纤陀螺编号分别为g_x2，g_y2，g_z2，加速度计编号分别为a_x，a_y，a_z。其中g_x1，g_x2，a_x与惯组坐标系x轴重合；g_y1，g_y2，a_y与惯组坐标系y轴重合，g_z1，g_z2，a_z与惯组坐标系z轴重合。

4.根据权利要求2所述的一种混合式光学陀螺高精度低延时惯导系统的惯性解算方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：

(1)设采样频率为aHz，激光陀螺去除滤波器阶数为b阶，其中a，b为整数；由于加速度计输出为模拟信号，使用二元调宽、IF回路进行模数转换，然后采集数据；

(2)以aHz的频率同步采集激光陀螺、光纤陀螺、加速度计的输出；其中陀螺与加速度计的输出都经过b阶FIR滤波器；光纤陀螺最新的b/2次采样的角增量；加速度计最新的b/2次采样的速度增量；

(3)向惯性解算单元提供滤波后的激光陀螺和加速度计数据，以及光纤陀螺与加速度计均计算最新的b/2次采样的角增量和速度增量。

5.根据权利要求2所述的一种混合式光学陀螺高精度低延时惯导系统的惯性解算方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在每个惯性解算周期内，首先使用二频机抖激光陀螺和加速度计滤波后带延时的输出对系统初始的速度v_k、位置pos_k、姿态att_k数据进行更新得到v_k+1、pos_k+1、att_k+1，作为下一次使用二频机抖激光陀螺和加速计滤波后的输出进行惯性解算的初值；

(2)在v_k+1、pos_k+1、att_k+1基础上，使用光纤陀螺与加速度计的b/2次采样的角增量和速度增量，进行一次惯性解算，得到捷联惯导系统低时延的输出值v_out_k+1、pos_out_k+1、att_out_k+1。