专利名称：基于ccd星敏感器与加速度计的惯性导航定位方法
技术领域：
本发明涉及的是一种导航定位方法，特别是涉及一种惯性导航定位方法。
背景技术：
惯性导航系统是一种利用加速度计和陀螺仪测得载体的加速度和角速度，经过运 算求得载体即时位置的导航设备，是一种自主式的导航系统。惯导系统工作时既不向外界 发射、也不接收外界的任何电磁波信号。因此，它具有自主、隐蔽、实时及不受地域、时间和 气候条件限制的特点，能够方便的提供载体的三维姿态参数。惯导系统分为捷联式和平台 式的惯导系统，两种惯导系统工作的原理是一样的。在计算姿态矩阵时，不论上述那种惯导 系统中，都是应用陀螺来测得角速度，通过一定的物理机械控制或者一定的算法来浮现姿 态矩阵，由于陀螺本身存在漂移，所以在长时间导航工作时，惯导系统中的姿态矩阵会随着 时间的推移而变坏。为满足长时间能够保持姿态矩阵的准确性，人们利用监控器或者旋转 调制方法来尽量去减小这种不确定的漂移误差，应用上述的方法在很大程度上都能满足了 人们现有的要求。目前，应用最为广泛的陀螺仪器为激光陀螺和光纤陀螺，激光陀螺以美国 为主导，光纤陀螺以法国为主导，激光陀螺漂移可以达到0.0001° /h;光纤陀螺漂移可以 达到0.0005° /h。虽然陀螺漂移可以通过现有的技术进一步去改进，不过它是一个随时间 推移而递增的量，在某些特定的设备或者仪器上，需要长达几十天或者几个月的工作时间， 如何满足这样的要求就是发展半惯性导航系统的重点。为满足上述设备或者仪器的长时间的工作周期，CCD星敏感器误差是不随着时间 的推移而递增的，并且星敏感器本身可以间接输出姿态矩阵，利用上述的特点可以应用其 替代陀螺，在CCD星敏感器件中添加三个加速度计，通过姿态矩阵信息进行三轴加速度的 分解，达到导航的目的。半惯性测量装置具有体积小、耗电少、寿命长、可靠性高、抗高过载 等优点，可以满足现代导航设备各方面的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效提高导航设备定位精度的基于CCD星敏感 器与加速度计的惯性导航定位方法。本发明的目的是这样实现的，包括下列步骤(1)初始对准完毕以后，采集石英挠性加速度计的输出数据；(2)采集CXD星敏感器的输出(XD星敏感器的坐标系相对于惯性坐标系即i系 天球坐标系之间的姿态信息 5 ；(3)采集无误差状态下的惯性导航算法中输出的定位信息，得到地球坐标系即e 系相对于导航坐标系即η系的转换矩阵；(4)求解e系相对于i系之间的转换矩阵C广；(5)通过⑴、⑵、(3)、(4)所给出的信息，解算得到姿态矩阵Cf =CbnCneCei
权利要求
基于CCD星敏感器与加速度计的惯性导航定位方法，其特征是(1)初始对准完毕以后，采集石英挠性加速度计的输出数据；(2)采集CCD星敏感器的输出CCD星敏感器的坐标系相对于惯性坐标系即i系天球坐标系之间的姿态信息(3)采集无误差状态下的惯性导航算法中输出的定位信息，得到地球坐标系即e系相对于导航坐标系即n系的转换矩阵(4)求解e系相对于i系之间的转换矩阵(5)通过(1)、(2)、(3)、(4)所给出的信息，解算得到姿态矩阵 <mrow><msubsup> <mi>C</mi> <mi>i</mi> <mi>b</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup> <mi>C</mi> <mi>n</mi> <mi>b</mi></msubsup><msubsup> <mi>C</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi></msubsup><msubsup> <mi>C</mi> <mi>i</mi> <mi>e</mi></msubsup> </mrow>解算出姿态信息；(6)通过步骤(5)中的解算的姿态信息，将加速度计从载体坐标系转换到导航坐标系上，完成速度解算，输出载体速度和导航定位信息。FSA00000188867200011.tif,FSA00000188867200012.tif,FSA00000188867200013.tif
全文摘要
本发明提供的是基于CCD星敏感器与加速度计的惯性导航定位方法。(1)初始对准完毕以后，采集石英挠性加速度计的输出数据；(2)采集CCD星敏感器的输出；(3)采集无误差状态下的惯性导航算法中输出的定位信息，得到地球坐标系即e系相对于导航坐标系即n系的转换矩阵(4)求解e系相对于i系之间的转换矩阵(5)通过(1)、(2)、(3)、(4)所给出的信息，解算得到姿态矩阵；(6)通过步骤(5)中的解算的姿态信息，将加速度计从载体坐标系转换到导航坐标系上，输出载体速度和导航定位信息。本发明有位置信息反馈，因此具有周期性；定位精度高。
文档编号G01C21/16GK101943582SQ20101021532
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者于强, 付建楠, 吴晓, 周广涛, 奔粤阳, 张永刚, 张鑫, 徐博, 王秋滢, 高伟 申请人:哈尔滨工程大学