[发明专利]一种捷联惯性导航系统初始姿态确定方法

摘要

一种捷联惯性导航系统初始姿态确定方法，通过将SINS从初始位置绕空间三维任意轴旋转到任意一个位置，根据位置一上SINS的输出与地球自转角速度和重力加速度的关系，初步确定出SINS的初始姿态。由于SINS位置的改变，提高了系统的可观测性，进一步利用卡尔曼滤波技术，对姿态失准角及陀螺仪常值漂移、加速度计常值进行精确估计，得到SINS更加准确的初始姿态。本发明具有自主、精度高、灵活简便的特点，适用于各种中高精度的捷联惯性导航系统。

主权项

1、一种捷联惯性导航系统初始姿态确定方法，其特征在于包括以下步 骤： (1)SINS预热准备完毕，保持SINS在初始位置，称为第一位置，静 止不动，采集陀螺仪输出和加速度计输出； (2)根据加速度计输出与重力加速度的关系以及陀螺仪输出与地球自 转角速率的关系，计算出第一位置的航向角₁、俯仰角θ₁和横滚角γ₁； (3)将SINS从第一位置绕空间三维任意轴旋转到任意一个位置，称 为第二位置，保持SINS在第二位置静止不动，采集陀螺仪输出和加速度计 输出； (4)采用卡尔曼滤波技术，将₁、θ₁和γ₁作为初始参数，对两个位置上 陀螺仪和加速度计输出的数据进行处理，估计出第二位置时计算地理坐标系 n′与真实地理坐标系n之间的误差角，简称为失准角φ_x、φ_y和φ_z及陀螺仪常 值漂移、加速度计常值偏置； (5)利用卡尔曼滤波估计出的φ_x、φ_y和φz计算真实地理坐标系n与计算 地理坐标系n′之间的转换矩阵C_n＇ⁿ，根据陀螺仪输出的角增量或角速度信息， 采用四元数方法，计算载体坐标系b与计算地理坐标系n′之间的转换矩阵 C_b^n′，再由C_bⁿ计算第二位置的航向角₂、俯仰角θ₂和横滚角γ₂，将其作为SINS 的初始姿态。