动态基座捷联惯导系统初始对准新算法

"一种适用于捷联惯导系统动基座初始对准的新算法，通过创新的方法提高在运载体运动情况下的对准精度。" 在惯性导航领域，捷联惯导系统(SINS)广泛应用于各种动态平台，如车辆、船舶和飞机等。然而，其在运动状态下进行初始对准一直是一项技术挑战。传统的捷联惯导系统初始对准分为粗对准和精对准两个步骤，其中粗对准通常依赖于地球自转角速率和重力加速度的测量，但这样的方法在运载体存在显著运动或晃动时会引入较大误差。 文章介绍的新算法主要针对这一问题，它以惯性空间为参考基准，创建了两个惯性坐标系——初始时刻惯性坐标系(i0系)和初始时刻捷联惯组惯性坐标系(ib0系)。这种设计使得初始对准姿态矩阵的计算过程更加精确和高效。具体实现过程分为三个部分： 1. 利用地理位置信息和初始对准时间，计算出i0系与导航坐标系之间的变换矩阵。这一步确保了参考基准的准确性。 2. 借助姿态更新算法，实时计算捷联惯组相对于ib0系的动态变化，保证了系统在运动过程中的实时性。 3. 通过对惯导比力方程的变形，引入测速仪辅助测量，建立起加速计输出与重力加速度之间的关系，从而解算出从ib0系到i0系的常值变换矩阵，提高了对准精度。 通过车载实验，该算法在动基座初始对准试验中表现出高精度，航向角对准误差达到了0.1º(1σ)，证明了新算法的有效性和实用性。关键词包括捷联惯导系统、动基座、初始对准和载车试验，表明该研究聚焦于解决动态环境下的导航精度问题。 中图分类号V249.3归属的领域，通常涉及航天和航空导航技术，这也反映了该算法在实际应用中的重要性。文献中提到的前人工作，如舰船在系泊状态下的初始对准算法，是现有方法的一个重要参考，而本文提出的算法则进一步考虑了运载体的线性运动，增强了算法的适用性。 该研究提供了一种新的捷联惯导系统初始对准策略，尤其适合运载体在运动条件下的快速和高精度对准，对于提高惯导系统的整体性能和可靠性具有重要意义。在实际应用中，这种技术有望减少对静止或稳定平台的依赖，拓宽惯性导航系统的应用场景。