[发明专利]双轴旋转惯导系统的十六位置误差调制方法

摘要

本发明公开了一种双轴旋转惯导系统的十六位置误差调制方法，它的步骤为：确定载体坐标系、确定旋转轴、确定旋转坐标系、定义陀螺仪和加速度计常值误差、刻度系数误差和安装误差、确定旋转角速度、停止位置次数、旋转角速度、依次确定1～16旋转秩序下的旋转轴、旋转方向、旋转角度、停止时间、确定在一个旋转周期内的姿态误差、确定一个旋转周期内的速度误差、确定长航时的经纬度误差。本发明实现了不增加系统成本和复杂度的条件下，通过改变十六位置的旋转秩序，有效的减小系统一个旋转周期内的姿态误差和速度累积误差，同时使得由此引起的经度误差和纬度误差的震荡幅值显著减小，进一步提升了双轴旋转惯导系统的导航精度。

主权项

1.一种双轴旋转惯导系统的十六位置误差调制方法，其特征在于,它包括如下步骤：步骤S11：确定双轴旋转惯导系统的惯性测量单元所处的载体坐标系，根据双轴旋转惯导系统安装在载体上的方向，确定惯性测量单元的质心为坐标原点，在通过载体质心的载体横向剖面内选定指向惯性测量单元的右侧为X轴，指向惯性测量单元的前方为Y轴，指向惯性测量单元的上方为Z轴；步骤S12:选择双轴旋转惯导系统的任意两个旋转轴，作为惯性测量单元的旋转轴；步骤S13:确定旋转惯导系统中惯性测量单元旋转时的旋转坐标系，该坐标系初始时刻与载体坐标系重合，当惯性测量单元绕X轴旋转时，X轴与载体系X轴重合，Y和Z轴绕X轴以旋转角速度转动,当惯性测量单元绕Y轴旋转时，Y轴与载体系Y轴重合，X和Z轴绕Y轴以旋转角速度转动,当惯性测量单元绕Z轴旋转时，Z轴与载体系Z轴重合，X和Y轴绕Z轴以旋转角速度转动；步骤S14:定义惯性测量单元中陀螺仪和加速度计的常值误差、刻度系数误差和安装误差；步骤S21:确定旋转惯导系统中惯性测量单元绕旋转轴旋转的角速度、停止位置数、旋转周期；步骤S22:确定惯性测量单元在第1个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S23:确定惯性测量单元在第1个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S24:确定惯性测量单元在第2个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S25:确定惯性测量单元在第2个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S26:确定惯性测量单元在第3个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S27:确定惯性测量单元在第3个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S28:确定惯性测量单元在第4个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S29:确定惯性测量单元在第4个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S210:确定惯性测量单元在第5个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S211:确定惯性测量单元在第5个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S212:确定惯性测量单元在第6个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S213:确定惯性测量单元在第6个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S214:确定惯性测量单元在第7个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S215:确定惯性测量单元在第7个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S216:确定惯性测量单元在第8个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S217:确定惯性测量单元在第8个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S218:确定惯性测量单元在第9个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S219:确定惯性测量单元在第9个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S220:确定惯性测量单元在第10个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S221:确定惯性测量单元在第10个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S222:确定惯性测量单元在第11个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S223:确定惯性测量单元在第11个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S224:确定惯性测量单元在第12个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S225:确定惯性测量单元在第12个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S226:确定惯性测量单元在第13个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S227:确定惯性测量单元在第13个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S228:确定惯性测量单元在第14个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S229:确定惯性测量单元在第14个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S230:确定惯性测量单元在第15个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S231:确定惯性测量单元在第15个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S232:确定惯性测量单元在第16个旋转秩序下的转动方向、转动角速度、旋转角度和姿态转换矩阵；步骤S233:确定惯性测量单元在第16个旋转秩序结束后在所处停止位置的停止时间和姿态转换矩阵；步骤S234:惯性测量单元回到步骤S22的初始位置，按步骤S22到步骤S233的方式依次循环；步骤S31:确定从第1到第16个旋转秩序下，陀螺仪常值漂移在载体坐标系内三个轴向上的投影分量之和；步骤S32:确定从第1到第16个旋转秩序下，陀螺仪刻度系数误差与惯性测量单元旋转角速度耦合项在载体坐标系内三个轴向上的投影分量之和；步骤S33:确定从第1到第16个旋转秩序下，陀螺仪安装误差与惯性测量单元旋转角速度耦合项在载体坐标系内三个轴向上的投影分量之和；步骤S34:确定从第1到第16个旋转秩序下，安装误差与惯性测量单元旋转角速度耦合项在一个旋转周期内引起的姿态误差的大小；步骤S35:确定从第1到第16个旋转秩序下，一个旋转周期内步骤中姿态误差引起的速度误差的大小。