基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及運動載體導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Inertial Navigation System，簡稱INS)也稱作慣性參考系統(tǒng)，是 一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。其工作環(huán)境不僅包括空 中、地面，還可以在水下。INS的基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，通過測量運動載體 在慣性參考系統(tǒng)的加速度，將該加速度對時間進行積分，并將該加速度的積分結(jié)果變換到 導(dǎo)航坐標(biāo)系中，就能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息，因此，運動載體 在慣性參考系統(tǒng)中的加速度的測量，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)起到重要的作用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，采用加速度計測量運動載體的加速度，但是加速度計輸出的是比力， 比力既包括運動載體相對慣性空間的絕對加速度還包括有害加速度，因此，需要從加速度 計輸出的比力中補償?shù)粲泻铀俣葟亩@得運動載體相對慣性空間的絕對加速度，其中， 有害加速度包括重力加速度，一般采用重力模型所提供的正常重力加速度對加速度計的輸 出結(jié)果進行重力加速度補償。
[0004] 但是，由于真實重力加速度與重力模型所提供的正常重力加速度存在偏差，因此， 采用現(xiàn)有技術(shù)所獲得的運動載體的相對慣性空間的絕對加速度不精確，從而導(dǎo)致根據(jù)該絕 對加速度所獲得的運動載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置不精確，進而降低了慣 性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中慣性導(dǎo) 航精度低下的問題。
[0006] 本發(fā)明提供一種基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法，包括：
[0007] 接收導(dǎo)航請求，所述導(dǎo)航請求中包括運動載體標(biāo)識；
[0008] 根據(jù)所述導(dǎo)航請求，測量獲取所述運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參考系統(tǒng) 中的加速度，并獲取所述運動載體當(dāng)前時刻所處位置的地理坐標(biāo)，其中，所述地理坐標(biāo)包括 經(jīng)煒度坐標(biāo)和所述運動載體所在的高度；
[0009] 獲取所述運動載體所處位置的地理坐標(biāo)在大地水準(zhǔn)面上的投影點，并將所述投影 點作為待插值點；
[0010] 根據(jù)所述待插值點，從所述大地水準(zhǔn)面上選取N個插值點；其中，所述N個插值點 與所述待插值點的距離均小于預(yù)設(shè)閾值；
[0011] 根據(jù)所述N個插值點所對應(yīng)的重力加速度對所述待插值點處的重力加速度進行 插值，獲取所述待插值點處的重力加速度；
[0012] 根據(jù)所述待插值點處的重力加速度，獲取所述運動載體所在位置的重力加速度； 并根據(jù)所述運動載體所在位置的重力加速度，對測量獲取的所述運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動 載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，并根據(jù)補償后的加速度，進行相應(yīng)的導(dǎo)航 處理；
[0013] 其中，N為正整數(shù)。
[0014] 本發(fā)明提供一種基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法，包括，接收導(dǎo)航請求，導(dǎo)航請 求中包括運動載體標(biāo)識；根據(jù)導(dǎo)航請求，測量獲取運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參 考系統(tǒng)中的加速度，并獲取運動載體當(dāng)前時刻所處位置的地理坐標(biāo)，其中，地理坐標(biāo)包括經(jīng) 煒度坐標(biāo)和運動載體所在的高度；獲取運動載體所處位置的地理坐標(biāo)在大地水準(zhǔn)面上的投 影點，并將投影點作為待插值點；根據(jù)待插值點，從大地水準(zhǔn)面上選取N個插值點；其中，N 個插值點與待插值點的距離均小于預(yù)設(shè)閾值；根據(jù)N個插值點所對應(yīng)的重力加速度對待插 值點處的重力加速度進行插值，獲取待插值點處的重力加速度；根據(jù)待插值點處的重力加 速度，獲取運動載體所在位置的重力加速度；并根據(jù)運動載體所在位置的重力加速度，對測 量獲取的運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，并根據(jù) 補償后的加速度，進行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，這樣，可以根據(jù)運動載體的所在位置，實時地獲取 運動載體所在位置的重力加速度，并對測量獲取的運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參 考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，根據(jù)補償后的加速度，進行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，提高了慣性 導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實施例一的流程圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實施例二的流程圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實施例三的流程圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 圖1為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實施例一的流程圖，如圖 1所示，該方法包括：
[0024] 步驟101、接收導(dǎo)航請求，導(dǎo)航請求中包括運動載體標(biāo)識。
[0025] 在本實施例中，運動載體可以包括但并不限于以下幾種：汽車、飛機、潛艇等，其 中，每一個運動載體具有唯一的標(biāo)識。
[0026] 步驟102、根據(jù)導(dǎo)航請求，測量獲取運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參考系統(tǒng) 中的加速度，并獲取運動載體當(dāng)前時刻所處位置的地理坐標(biāo)，其中，地理坐標(biāo)包括經(jīng)煒度坐 標(biāo)和運動載體所在的高度。
[0027] 在本實施例中，具體地，采用加速度計測量運動載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度， 并通過全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡稱GPS)獲取運動載體當(dāng)前時刻所處 位置的地理坐標(biāo)。
[0028] 步驟103、獲取運動載體所處位置的地理坐標(biāo)在大地水準(zhǔn)面上的投影點，并將投影 點作為待插值點。
[0029] 步驟104、根據(jù)待插值點，從大地水準(zhǔn)面上選取N個插值點，其中，N個插值點與待 插值點的距離均小于預(yù)設(shè)閾值。
[0030] 在本實施例中，N為正整數(shù)，此外，根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對導(dǎo)航精度的要求設(shè)置預(yù)設(shè) 閾值。
[0031] 步驟105、根據(jù)N個插值點所對應(yīng)的重力加速度對待插值點處的重力加速度進行 插值，獲取待插值點處的重力加速度。
[0032] 步驟106、根據(jù)待插值點處的重力加速度，獲取運動載體所在位置的重力加速度； 并根據(jù)運動載體所在位置的重力加速度，對測量獲取的運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣 性參考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，并根據(jù)補償后的加速度，進行相應(yīng)的導(dǎo)航處理。
[0033] 在本實施例中，接收導(dǎo)航請求，導(dǎo)航請求中包括運動載體標(biāo)識；根據(jù)導(dǎo)航請求，測 量獲取運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度，并獲取運動載體當(dāng)前時 刻所處位置的地理坐標(biāo)，其中，地理坐標(biāo)包括經(jīng)煒度坐標(biāo)和運動載體所在的高度；獲取運動 載體所處位置的地理坐標(biāo)在大地水準(zhǔn)面上的投影點，并將投影點作為待插值點；根據(jù)待插 值點，從大地水準(zhǔn)面上選取N個插值點；其中，N個插值點與待插值點的距離均小于預(yù)設(shè)閾 值；根據(jù)N個插值點所對應(yīng)的重力加速度對待插值點處的重力加速度進行插值，獲取待插 值點處的重力加速度；根據(jù)待插值點處的重力加速度，獲取運動載體所在位置的重力加速 度；并根據(jù)運動載體所在位置的重力加速度，對測量獲取的運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體 在慣性參考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，并根據(jù)補償后的加速度，進行相應(yīng)的導(dǎo)航處理， 這樣，可以根據(jù)運動載體的所在位置，實時地獲取運動載體所在位置的重力加速度，并對測 量獲取的運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，根據(jù)補 償后的加速度，進行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，提高了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。
[0034] 圖2為本發(fā)明提供的基于重力實時補償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實施例二的流程圖，如圖 2所示，該方法包括：
[0035] 步驟201、接收導(dǎo)航請求，導(dǎo)航請求中包括運動載體標(biāo)識。
[0036] 步驟202、根據(jù)導(dǎo)航請求，測量獲取運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣性參考系統(tǒng) 中的加速度，并獲取運動載體當(dāng)前時刻所處位置的地理坐標(biāo)，其中，地理坐標(biāo)包括經(jīng)煒度坐 標(biāo)和運動載體所在的高度。
[0037] 步驟203、獲取運動載體所處位置的地理坐標(biāo)在大地水準(zhǔn)面上的投影點，并將投影 點作為待插值點。
[0038] 步驟204、根據(jù)待插值點，從大地水準(zhǔn)面上選取N個插值點；其中，N個插值點與待 插值點的距離均小于預(yù)設(shè)閾值。
[0039] 步驟205、按照公式（1)
[0041 ] 計算獲取N個插值點相對于待插值點的權(quán)重。
[0042] 其中，Wk是第k個插值點相對于待插值點的權(quán)重，（X。，y。）是待插值點在平面坐標(biāo) 系中的坐標(biāo)，（x k, yk)是插值點在平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
[0043] 步驟206、按照公式（2)
[0045] 計算獲取待插值點處的重力加速度g'。
[0046] 其中，gk是第k個插值點處的重力加速度。
[0047] 步驟207、根據(jù)待插值點處的重力加速度，獲取運動載體所在位置的重力加速度； 并根據(jù)運動載體所在位置的重力加速度，對測量獲取的運動載體標(biāo)識對應(yīng)的運動載體在慣 性參考系統(tǒng)中的加速度進行補償處理，并根據(jù)補償后的加速度，