逆向导航算法在动基座初始对准中的应用

"动基座初始对准中的位置导航——车载初始对准试验" 在动基座初始对准过程中，位置导航是一项关键任务。由于在对准初期方位角未知，这使得直接的位置导航变得困难。然而，尽管动基座对准期间的位置误差对捷联罗经的初始对准影响较小，但若需要对运载体进行定位，这个误差就不可忽视。例如，如果运载体以5m/s的速度行驶，10分钟的对准过程会产生3公里的位置误差。因此，初始对准后需要进行精确的位置导航解算来校正这个误差。 初始对准的步骤如下： 1. 完成捷联罗经动基座的初始对准，获得姿态矩阵\( C_{enb}^{~t} \)，并存储从对准开始到结束的陀螺、加速度计和辅助参考速度的采样数据。 2. 使用\( C_{enb}^{~t} \)作为姿态矩阵初值，假设对准开始时刻\( t_s \)的运载体位置为位置初值，进行逆向航位推算，从结束时刻\( t_e \)回溯到\( t_s \)，得到\( t_s \)时刻的姿态矩阵\( C_{ens}^{~t} \)。 3. 利用\( C_{ens}^{~t} \)作为姿态矩阵初值，并以\( t_s \)的运载体位置为位置初值，执行正向航位推算，从\( t_s \)计算到\( t_e \)，从而得到准确的\( t_s \)时刻运载体的位置。 这种方法虽然不能提供对准过程中的实时位置，但可以用于事后处理以获取精确位置。需要注意的是，为了实时导航，必须在\( t_e \)之后继续收集一段时间的数据，直到导航计算机完成处理。 车载初始对准试验在2007年进行，采用的设备包括激光捷联惯组、里程计、GPS接收机等。试验目的是检验动基座初始对准的精度，使用GPS确定起始位置，但对准过程中不依赖GPS。试验设计了一种方法，先预热捷联惯组，然后开始存储数据并进行水平对准，GPS位置作为起始参考。 逆向导航算法在此过程中起到了重要作用，它允许在存储大量数据并具有强大计算能力的导航计算机上结合初始对准和位置导航。通过逆向和正向航位推算，可以同时完成对准和位置导航。车载试验结果表明，经过10分钟的运动，方位对准精度达到0.112º(1σ)，位置导航精度约为行驶路程的0.1%。 关键词：捷联惯导系统，逆向导航，动基座初始对准，罗经，航位推算 这个研究提出了一种有效的方法，结合逆向导航算法，提高了动基座初始对准的精确性和速度，为车载惯性导航系统提供了有价值的参考。