基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)方法。針對(duì)現(xiàn)有捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法在同時(shí)補(bǔ)償圓錐誤差和機(jī)動(dòng)誤差時(shí)出現(xiàn)效率低下的問題，提出了一種新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，然后，建立了由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和約束關(guān)系，并推導(dǎo)了基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤差描述，在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并實(shí)施了姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的能夠有效補(bǔ)償圓錐誤差和機(jī)動(dòng)誤差的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法。
【專利說明】基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)解算圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)方法，主要包括圓錐補(bǔ)償算 法結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法，屬于慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 自20世紀(jì)50年代末捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的概念被提出以來，經(jīng)過近60的發(fā)展，捷 聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、國防、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。高精度捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的 主要依賴技術(shù)之一的是高精度的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法，其中，捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法是這一技術(shù) 的核心。
[0003] 20世紀(jì)60年代中后期，Savage和Jordan先后從不同角度提出具有雙速結(jié)構(gòu)的捷 聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法。在1971年，Bortz進(jìn)一步發(fā)展了已有雙速結(jié)構(gòu)的姿態(tài)算法，提出基于精 確旋轉(zhuǎn)矢量微分方程的雙速姿態(tài)算法。之后，捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法的設(shè)計(jì)工作均集中在獲得 一種近似積分旋轉(zhuǎn)矢量微分方程的方法上。在1983年，Miller提出了一種在經(jīng)典圓錐運(yùn) 動(dòng)條件下設(shè)計(jì)姿態(tài)算法的通用方法，該方法可使姿態(tài)算法的低頻性能達(dá)到最優(yōu)。之后，Lee 和Jiang進(jìn)一步發(fā)展了 Miller的方法。在1996年，Ignagni提出了一種在經(jīng)典圓錐運(yùn)動(dòng) 條件下簡化壓縮姿態(tài)姿態(tài)算法中的圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的方法，該方法使得姿態(tài)算法的圓錐誤差 補(bǔ)償效率達(dá)到最優(yōu)。在2000年，Mark基于Miller的思想和Ignagni提出的壓縮結(jié)構(gòu)，提 出一種能夠自適應(yīng)調(diào)和具有濾波特性的陀螺的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的捷聯(lián)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法。在 2010年，Savage將最小二乘方法應(yīng)用于傳統(tǒng)雙速結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法的設(shè)計(jì)上，進(jìn)行 姿態(tài)算法圓錐誤差補(bǔ)償系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，該方法使得姿態(tài)算法在期望的圓錐運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)條 件下的圓錐誤差補(bǔ)償性能達(dá)到最優(yōu)。在2011年，Savage進(jìn)一步將最小二乘方法用于設(shè)計(jì)一 種圓錐補(bǔ)償算法，以使算法在振動(dòng)條件下的性能達(dá)到最優(yōu)的同時(shí)抑制偽圓錐誤差。在2013 年，Song在經(jīng)典圓錐算法的基礎(chǔ)上，提出了一種圓錐運(yùn)動(dòng)和機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)并存的條件下最優(yōu)圓 錐補(bǔ)償算法。但Song提出的基于非壓縮算法結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展最小二乘圓錐補(bǔ)償算法用于機(jī)動(dòng) 條件下的圓錐補(bǔ)償算法在效率上不甚合理，很多計(jì)算開銷幾乎是無用的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)算法在同時(shí)補(bǔ)償圓錐誤差和機(jī)動(dòng)誤差時(shí)出現(xiàn) 效率低下的問題，提出一種新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一種基 于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法，從而獲得一種高效率的高精度捷聯(lián)姿態(tài)算 法。
[0005] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟（1)，提出一種新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：
[0008] 在給出現(xiàn)代捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中使用的姿態(tài)更新數(shù)值計(jì)算通式的基礎(chǔ)上，直接提出一 種用于姿態(tài)更新的更新旋轉(zhuǎn)矢量的解算形式和雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)；
[0009] 步驟（2)，建立由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系 數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和約束關(guān)系：
[0010] 先給出傳統(tǒng)的非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，然后在不同情況下將步驟（1)中提出的 新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)展開，并與傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)作比較，確定兩種圓錐補(bǔ) 償結(jié)構(gòu)的等價(jià)條件，并通過推演建立在不同情況下的由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù) 到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和約束關(guān)系；
[0011] 步驟（3)，推導(dǎo)基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤差描述：
[0012] 先給出一般描述載體角運(yùn)動(dòng)的定義和一般載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)理論分析式，然后 基于定義的載體角運(yùn)動(dòng)描述，分別推導(dǎo)角機(jī)動(dòng)條件下的載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)的理論分析式 的具體描述和基于非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)的數(shù)值分析式的具體描述， 比較上述補(bǔ)償項(xiàng)的數(shù)值分析式和理論分析式的具體描述，并取兩式的差值，導(dǎo)出基于傳統(tǒng) 非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤差描述；
[0013] 步驟（4)，提出一種新的姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：
[0014] 先確定出求解非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)所需的相互獨(dú)立的方程個(gè)數(shù)，然后基于傳 統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)與壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)之間的關(guān)系、步驟（2)所建立的約束 關(guān)系和步驟（3)導(dǎo)出的機(jī)動(dòng)誤差描述，提出一種用于補(bǔ)償圓錐誤差和機(jī)動(dòng)誤差的非壓縮補(bǔ) 償算法結(jié)構(gòu)系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；
[0015] 步驟（5)，設(shè)計(jì)一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法：
[0016] 實(shí)施步驟（4)的參數(shù)優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)出基于傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)， 結(jié)合步驟（2)所建立的轉(zhuǎn)化關(guān)系，推算新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)，從而設(shè)計(jì)出一種基于 雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法。
[0017] 所述步驟（1)中提出一種新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的具體步驟如下：首先，定義姿 態(tài)更新周期的開始時(shí)刻為，結(jié)束時(shí)刻為h，姿態(tài)更新周期為?\，角增量子樣周期為T k，一 個(gè)姿態(tài)更新周期包含的角增量子樣周期數(shù)為L，即I\ = LTk，h = t^+IV = t^+LTk ;然后， 在給出現(xiàn)代捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)更新數(shù)值計(jì)算通式的基礎(chǔ)上，提出用于姿態(tài)更新的更新旋轉(zhuǎn) 矢量的解算形式和雙邊圓錐誤差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：所述更新旋轉(zhuǎn)矢量Φ i為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括以 下步驟： 步驟（1)，提出一種新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)： 在給出現(xiàn)代捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中使用的姿態(tài)更新數(shù)值計(jì)算通式的基礎(chǔ)上，直接提出一種用 于姿態(tài)更新的更新旋轉(zhuǎn)矢量的解算形式和雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)； 步驟（2)，建立由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的 轉(zhuǎn)換關(guān)系和約束關(guān)系： 先給出傳統(tǒng)的非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，然后在不同情況下將步驟（1)中提出的新的 雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)展開，并與傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)作比較，確定兩種圓錐補(bǔ)償結(jié) 構(gòu)的等價(jià)條件，并通過推演建立在不同情況下的由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新 的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和約束關(guān)系； 步驟（3)，推導(dǎo)基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤差描述： 先給出一般描述載體角運(yùn)動(dòng)的定義和一般載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)理論分析式，然后基于 定義的載體角運(yùn)動(dòng)描述，分別推導(dǎo)角機(jī)動(dòng)條件下的載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)的理論分析式的具 體描述和基于非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)的數(shù)值分析式的具體描述，比較 上述補(bǔ)償項(xiàng)的數(shù)值分析式和理論分析式的具體描述，并取兩式的差值，導(dǎo)出基于傳統(tǒng)非壓 縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤差描述； 步驟（4)，提出一種新的姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法： 先確定出求解非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)所需的相互獨(dú)立的方程個(gè)數(shù)，然后基于傳統(tǒng)非 壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)與壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)之間的關(guān)系、步驟（2)所建立的約束關(guān)系 和步驟（3)導(dǎo)出的機(jī)動(dòng)誤差描述，提出一種用于補(bǔ)償圓錐誤差和機(jī)動(dòng)誤差的非壓縮補(bǔ)償算 法結(jié)構(gòu)系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法； 步驟（5)，設(shè)計(jì)一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法： 實(shí)施步驟（4)的參數(shù)優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)出基于傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)，結(jié)合 步驟（2)所建立的轉(zhuǎn)化關(guān)系，推算新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)，從而設(shè)計(jì)出一種基于雙邊 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè) 計(jì)方法，其特征在于：所述步驟（1)中提出一種新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的具體步驟如下： 首先，定義姿態(tài)更新周期的開始時(shí)刻為，結(jié)束時(shí)刻為&，姿態(tài)更新周期為?\，角增量子 樣周期為T k，一個(gè)姿態(tài)更新周期包含的角增量子樣周期數(shù)為L，即?\ = LTk，h = th+IV =t^+LTk ;然后，在給出現(xiàn)代捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)更新數(shù)值計(jì)算通式的基礎(chǔ)上，提出用于姿 態(tài)更新的更新旋轉(zhuǎn)矢量的解算形式和雙邊圓錐誤差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：所述更新旋轉(zhuǎn)矢量t為 #i=〇,+4,雙邊圓錐誤差補(bǔ)償項(xiàng)4為4
其中，\為 一個(gè)姿態(tài)更新周期內(nèi)總的角增量，
? Λ ak為第1個(gè)姿態(tài)更新周期內(nèi)用于圓 錐補(bǔ)償?shù)牡趉個(gè)角增量子樣，N為一個(gè)姿態(tài)更新周期內(nèi)用于圓錐補(bǔ)償?shù)慕窃隽孔訕訑?shù)，1和 &為依賴于所述雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的系數(shù)，i、j和k為符號(hào)下標(biāo)變量，R為可調(diào)參數(shù)，用來 控制系數(shù)圓錐補(bǔ)償系數(shù)Μ勺個(gè)數(shù)，R取為從2到N-1之間的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì) 方法，其特征在于：步驟（2)中建立由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系和約束關(guān)系的具體步驟如下：首先，給出傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ) 償結(jié)構(gòu)
其中，^為依賴于該圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的系數(shù)，i、j為符號(hào)下 標(biāo)變量；然后，在不同情況下將步驟（1)中提出的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)展開，通過推演建立在 不同情況下的由傳統(tǒng)非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換 關(guān)系和約束關(guān)系；所述不同情況包括：當(dāng)R = 2時(shí)，步驟（1)中提出的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu) 可以等價(jià)地展開為 -
J,Aai XΔαv +
J.KιΑ(χιχ /kOj +
Δ?；χΔα; ? 通過與傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)作比較，并推演導(dǎo)出由傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新 的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系：=?Α..，其中，1彡i彡Ν-1和心，其中， 2 < j < N-1，以及由傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的約束 關(guān)系：fek-，其中，2彡i < j彡N-1 ;當(dāng)R = N-1時(shí)，步驟（1)中提出的雙 邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)可以等價(jià)地展開為減=
/,Δα,- χΔυ
?通過與傳統(tǒng) 非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)作比較，并推演導(dǎo)出由傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系= ?/和，其中，1彡i彡Ν-1，以及由傳統(tǒng)非壓縮 圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)到新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的約束關(guān)系：ι/Αλ. i/?,Λ，其中， 2彡i彡Ν-2和q =〇,其中，1彡i < j彡Ν-2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì) 方法，其特征在于：步驟（3)中推導(dǎo)基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤 差描述的具體步驟如下：首先，給出一般描述載體角運(yùn)動(dòng)的定義
h)"，其 中，ω (t)為載體角速度矢量，gi為系數(shù)矢量，t為時(shí)間，i為符號(hào)下標(biāo)變量，以及一般載體 姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)理論分析式：
α(，)χ坤)《"，其中，?㈧介；然后，基于 定義的載體角運(yùn)動(dòng)描述，導(dǎo)出角機(jī)動(dòng)條件下的載體姿態(tài)圓錐補(bǔ)償項(xiàng)的理論分析式的具體描 述：=
?以及基于非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的載體姿態(tài)圓錐補(bǔ) 償項(xiàng)的數(shù)值分析式的具體描述
中，i、j、P和q為符號(hào)下標(biāo)變量；最后，再取兩式的差值，導(dǎo)出基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu) 的一般機(jī)動(dòng)條件下的誤差描述：
實(shí)中，em(Tk)為機(jī)動(dòng)條件下的圓錐誤差，
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè) 計(jì)方法，其特征在于：所述步驟（4)中提出一種新的姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 的具體步驟為：首先，確定出求解非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)所需的相互獨(dú)立的方程個(gè)數(shù)為 Ν(Ν-1)/2;然后，基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)與壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)之間的關(guān)系、 步驟（2)所建立的約束關(guān)系和步驟（3)導(dǎo)出的機(jī)動(dòng)誤差描述，提出一種用于補(bǔ)償圓錐誤差 和機(jī)動(dòng)誤差的非壓縮補(bǔ)償算法結(jié)構(gòu)系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：首先，使用已有的壓縮圓錐補(bǔ)償 系數(shù)Cs來設(shè)計(jì)非壓縮圓錐補(bǔ)償系數(shù)，確定出N-1個(gè)關(guān)于G的約束方程：? =
，其 中，s = 1，2,... Ν-1 ;其次，使用步驟（2)建立的由非壓縮圓錐補(bǔ)償系數(shù)轉(zhuǎn)換到新的雙邊圓 錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的約束關(guān)系，確定出若干關(guān)于^的約束方程，約束方程的個(gè)數(shù)由雙邊圓錐 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中的可調(diào)參數(shù)R決定；再次，令步驟（3)中導(dǎo)出的基于傳統(tǒng)非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu) 的機(jī)動(dòng)誤差描述中的冪級(jí)數(shù)項(xiàng)系數(shù)h為零，將得到無窮個(gè)關(guān)于Q的約束方程：= 〇,之 后從這無窮個(gè)約束關(guān)系中選取除去上述兩步確定的約束方程之外的其余約束方程，選取的 原則是：在保證N(N-1) /2個(gè)關(guān)于Q的約束方程相互獨(dú)立的前提下，所有被選取的約束方程 zu = 0中的下標(biāo)變量i、j的和最?。蛔詈?，整理已確定的Ν(Ν-1)/2個(gè)關(guān)于Q的獨(dú)立約束方 程，求解獨(dú)立方程組中的％，即可設(shè)計(jì)出一組新的基于非壓縮圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的圓錐補(bǔ)償系 數(shù)& β
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法設(shè)計(jì) 方法，其特征在于：所述步驟（5)中設(shè)計(jì)一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償 算法的具體步驟為：首先，根據(jù)步驟（4)中提出的圓錐補(bǔ)償系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出基于 非壓縮姿態(tài)圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的圓錐補(bǔ)償系數(shù)；然后，根據(jù)步驟（2)所建立的由非壓縮圓錐補(bǔ) 償結(jié)構(gòu)系數(shù)到雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，導(dǎo)出新的雙邊圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)系數(shù)，從而 設(shè)計(jì)出一種基于雙邊補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法；R取不同的值時(shí)具體步驟如 下： 當(dāng)R = 2時(shí)，求解關(guān)于Q的獨(dú)立方程組
?, = C,，其中，Cs為已有的壓 縮圓錐補(bǔ)償系數(shù)，s = 1，2,…，N-1 A」=0，其中，（/，_/) = (?"乂)，且 i < j，沒= c2v -4 2 1)，Ip…,?為#個(gè)大于1的整數(shù)，為，個(gè)大于2的整數(shù)； iWiij = ，其中，2 < i < j < N-l ;然后，求解關(guān)于Ji和Kj的方程組：4 = ， 其中，1彡i彡Ν-l和A ?其中，2彡j彡N-l ;從而設(shè)計(jì)出基于圓錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu) 4=
的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法； 當(dāng)R = N-1時(shí)，求解關(guān)于的獨(dú)立方程組：
？, .、，= ，其中，Cs為已有的壓縮圓錐補(bǔ) 償系數(shù)，s = 1，2,. . .，N-1 ;zuv = 0,其中，u < v，u為1個(gè)大于1的整數(shù)，v為1個(gè)大于2的 整數(shù)；?υν.4 /?1Λ. = Mv * 其中，2 彡 i 彡 N-2 ; Q = 〇，其中，1 彡 i < j 彡 N-2 ;然后，求 解關(guān)于Ji和K的方程組：=。和【=?^/?,,ν，其中，1彡i彡N-1 ;從而設(shè)計(jì)出基于圓 錐補(bǔ)償結(jié)構(gòu)=
的捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)圓錐補(bǔ)償算法。
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK104296748SQ201410612025
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】陳熙源, 湯傳業(yè) 申請(qǐng)人:東南大學(xué)