捷联式重力无源导航系统

发布时间：2021-07-26 13:45

　　为了满足水下运载体长航时、高精度、低成本的导航需要,提出由激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统、计程仪、深度计、光纤陀螺捷联式重力仪和数字重力异常图组成的捷联式重力无源导航系统。运载体的位置由激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统给出;光纤陀螺捷联式重力仪、计程仪和深度计组成水下捷联式重力测量系统,以激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统提供的位置信息、计程仪提供的速度信息和深度计提供的水深信息作为观测量,应用扩展卡尔曼滤波计算出东、北、天坐标系下加速度计比力值,使用低通滤波实时获得重力值和重力异常值。根据存贮在计算机中的数字重力异常图,运用相关极值法,计算得到运载体位置。2019年底,捷联式重力无源导航系统进行了长时间船载试验,对该系统试验数据进行了离线处理。试验结果表明,在匹配海域内,运载体位置误差小于1个重力异常图格网大小。 

【文章来源】：压电与声光. 2020,42(05)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

捷联式重力无源导航系统框图

激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统的3个加速度计和3个激光陀螺仪与转位机构固联,加速度计和陀螺仪输出经误差补偿后投影到载体坐标系上,转位机构坐标系与载体坐标系的旋转角度由转位机构的测角转置给出。根据陀螺仪输出角速度、导航坐标系旋转角速度和地球角速度计算出姿态矩阵。补偿后的加速度计比力经姿态矩阵变换到导航坐标系上,消除有害加速度,再积分可得到速度和位置。激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统导航算法流程如图2所示。激光陀螺单轴旋转惯性导航系统的姿态、速度和位置的计算方法,除转位机构坐标变换外,与捷联惯导姿态、速度和位置的计算方法相同。2.2 捷联式重力测量系统导航与重力异常算法

Η k+1 =[h i,j ] (i=1,?,5 ;j=1,…,13)中的非零项为h1,1=h2,2=h3,3=h4,4=h5,5=1,h1,8=-vN,h2,8=vE。捷联式重力测量系统观测量与卡尔曼滤波反馈示意图如图3所示。得到东、北、天坐标系下的加速度计比力fE,fN,fU后,进行重力测量改正,如厄特弗斯改正、正常重力场改正,最后使用低通滤波消除海浪的影响,可实时获得重力异常值。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3303679