[发明专利]一种船用惯性导航系统单点海上校准方法

摘要

本发明涉及惯性导航系统技术领域，为了解决“综合校准”方法中存在的校准数据采集时间长、校准精度不高的问题，本发明提出了一种单轴旋转调制捷联式惯性导航系统海上校准方法，船舶在码头初始启动后开始远航，船舶在海上航行一段时间，惯性导航系统积累一定导航误差需要校准时，根据本校准方法只需获得外部提供的一次单点位置导航数据，即可对系统进行校准，该方法不仅能够缩短校准数据采集的时间，而且还能进一步提高惯性导航系统精度。

主权项

一种船用惯性导航系统单点海上校准方法，其特征在于：该方法实现的具体步骤如下：步骤一：船舶航行一段时间t，记此时刻为校准时刻，根据此时刻船舶上的惯性导航系统输出的位置数据以及卫星导航接收机提供的导航数据，得到：δλ(t)＝λ′(t)‑λ(t)       (1)δL(t)＝L′(t)‑L(t)          (2)φZ(t)＝K′(t)‑K(t)          (3)其中，λ(t)表示校准时刻卫星导航接收机获取的单点位置经度，λ′(t)表示校准时刻惯性导航系统输出的位置经度，δλ(t)表示惯性导航系统航行工作时间累积的位置经度误差；L(t)表示校准时刻卫星导航接收机获取的单点位置纬度，L′(t)表示校准时刻惯性导航系统输出的位置纬度，δL(t)表示惯性导航系统航行工作时间累积的位置纬度误差；K(t)表示校准时刻卫星导航接收机获取的航向数据，K′(t)表示校准时刻惯性导航系统输出的航向数据，φZ(t)表示惯性导航系统输出的航向误差；步骤二：根据惯性导航系统累计的位置误差δλ(t)和δL(t)、航向误差φZ(t)以及公式(4)，得到惯性导航系统误差源陀螺漂移(εx，εy，εz)的公式(5)： δλ ( t ) δL ( t ) φ Z ( t ) = tgL Ω ( 1 - cos Ωt ) - ( tgL Ω sin L sin Ωt + cos Lt ) sin L Ω sin Ωt - sin Lt sin Ωt Ω sin L Ω ( 1 - cos Ωt ) - cos L Ω ( 1 - cos Ωt ) 1 - cos Ωt Ω cos L - tgL sin Ωt Ω sin Ωt Ω ϵ X ϵ Y ϵ Z - - - ( 4 ) ϵ X ϵ Y ϵ Z = tgL Ω ( 1 - cos Ωt ) - ( tgL Ω sin L sin Ωt + cos Lt ) sin L Ω sin Ωt - sin Lt sin Ωt Ω sin L Ω ( 1 - cos Ωt ) - cos L Ω ( 1 - cos Ωt ) 1 - cos Ωt Ω cos L - tgL sin Ωt Ω sin Ωt Ω - 1 δλ ( t ) δL ( t ) φ Z ( t ) - - - ( 5 ) 其中，Ω表示地球自转角速率，L表示纬度；步骤三：采用惯性导航系统误差源陀螺漂移(εx，εy，εz)，对惯性导航系统进行补偿，由此实现对惯性导航系统的一次校准。