[发明专利]水下动态重力数据采集半实物仿真方法及系统

权利要求书

1.一种水下动态重力数据采集半实物仿真方法，用于在实验室环境下模拟水下重力辅助惯性导航航迹上的重力测量数据的实时采集，其特征在于，包含如下内容：

依据初始设定参数获取水下潜器预设航迹，并依据预设航迹确定其在每个采样点上的航迹数据，该航迹数据包含：位置、速度和姿态信息；

根据航迹数据计算角增量和速度增量，并对速度增量微分来模拟水下动态重力测量数据比力；

针对水下动态重力测量数据比力，通过扣除有害加速度以及对应采样点处正常重力影响来获取水下采样点重力异常值；对获取的水下采样点重力异常值与各采样点实际重力异常值两者的差值进行统计分析，评估半实物仿真精度；其中，通过扣除有害加速度以及对应采样点处正常重力影响来获取水下采样点重力异常值的公式表示为：

2.根据权利要求1所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，初始设定参数包含水下潜器初始姿态、速度、位置及运动加速度和角速度；利用航迹推算来获取水下潜器的预设航迹。

3.根据权利要求1所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，通过分段设置机动动作，并依据惯导数据采样率从预设航迹上确定水下潜器在每个采样点上的航迹数据。

4.根据权利要求1所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，针对航迹数据，通过捷联惯导反演算法来求取角增量与速度增量信息。

5.根据权利要求4所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，根据前一时刻到当前时刻的导航系转换、导航系相对惯性系的转动角速度在导航系下的投影、机体坐标系转动的等效旋转矢量、比力及有害加速度引起的速度增量、地球自转角速度在导航系下投影、导航系相对地球坐标系角速度在导航系下投影来获取角增量与速度增量信息。

6.根据权利要求4所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，考虑海水层质量影响，将海洋重力异常延拓至水下采样点航迹处，基于采样点实际重力并利用捷联惯导反演算法来获取角增量与速度增量信息；并加入重力测量白噪声来获取水下动态重力数据输出的比力值。

7.根据权利要求1所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，模拟水下动态重力数据中，利用捷联惯导算法依据前一时刻水下潜器的航迹数据以更新周期内加速度计及陀螺仪采样输出来获取后一时刻前期航迹数据。

8.根据权利要求1所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，依据导航系下水下动态重力测量方程，根据重力矢量模不变量性质来获取基于捷联惯导的动态重力测量方程。

9.根据权利要求8所述的水下动态重力数据采集半实物仿真方法，其特征在于，针对仿真实时提供的水下潜器航迹数据及加速度信息，通过从水下动态重力测量方程中扣除科里奥利加速度与运动加速度影响来获取水下采样点的重力异常值。

10.一种水下动态重力数据采集半实物仿真系统，用于在实验室环境下模拟水下重力辅助惯性导航航迹上的重力测量数据的实时采集，其特征在于，基于权利要求1所述的方法实现，包含：预设模块、模拟模块和评估模块，其中，

预设模块，用于依据初始设定参数获取水下潜器预设航迹，并依据预设航迹确定其在每个采样点上的航迹数据，该航迹数据包含：位置、速度和姿态信息；

模拟模块，用于根据航迹数据计算角增量和速度增量，并对速度增量微分来模拟水下动态重力测量数据比力；

评估模块，用于针对水下动态重力测量数据比力，通过扣除有害加速度以及对应采样点处正常重力影响来获取水下采样点重力异常值；对获取的水下采样点重力异常值与各采样点实际重力异常值两者的差值进行统计分析，评估半实物仿真精度。