為了滿足水下運載體長航時、高精度、低成本的導航需要,提出由激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)、計程儀、深度計、光纖陀螺捷聯(lián)式重力儀和數(shù)字重力異常圖組成的捷聯(lián)式重力無源導航系統(tǒng)。運載體的位置由激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)給出;光纖陀螺捷聯(lián)式重力儀、計程儀和深度計組成水下捷聯(lián)式重力測量系統(tǒng),以激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)提供的位置信息、計程儀提供的速度信息和深度計提供的水深信息作為觀測量,應用擴展卡爾曼濾波計算出東、北、天坐標系下加速度計比力值,使用低通濾波實時獲得重力值和重力異常值。根據(jù)存貯在計算機中的數(shù)字重力異常圖,運用相關(guān)極值法,計算得到運載體位置。2019年底,捷聯(lián)式重力無源導航系統(tǒng)進行了長時間船載試驗,對該系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)進行了離線處理。試驗結(jié)果表明,在匹配海域內(nèi),運載體位置誤差小于1個重力異常圖格網(wǎng)大小。 

【文章來源】：壓電與聲光. 2020,42(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

捷聯(lián)式重力無源導航系統(tǒng)框圖

激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的3個加速度計和3個激光陀螺儀與轉(zhuǎn)位機構(gòu)固聯(lián),加速度計和陀螺儀輸出經(jīng)誤差補償后投影到載體坐標系上,轉(zhuǎn)位機構(gòu)坐標系與載體坐標系的旋轉(zhuǎn)角度由轉(zhuǎn)位機構(gòu)的測角轉(zhuǎn)置給出。根據(jù)陀螺儀輸出角速度、導航坐標系旋轉(zhuǎn)角速度和地球角速度計算出姿態(tài)矩陣。補償后的加速度計比力經(jīng)姿態(tài)矩陣變換到導航坐標系上,消除有害加速度,再積分可得到速度和位置。激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)導航算法流程如圖2所示。激光陀螺單軸旋轉(zhuǎn)慣性導航系統(tǒng)的姿態(tài)、速度和位置的計算方法,除轉(zhuǎn)位機構(gòu)坐標變換外,與捷聯(lián)慣導姿態(tài)、速度和位置的計算方法相同。2.2 捷聯(lián)式重力測量系統(tǒng)導航與重力異常算法

Η k+1 =[h i,j ] (i=1,?,5 ;j=1,…,13)中的非零項為h1,1=h2,2=h3,3=h4,4=h5,5=1,h1,8=-vN,h2,8=vE。捷聯(lián)式重力測量系統(tǒng)觀測量與卡爾曼濾波反饋示意圖如圖3所示。得到東、北、天坐標系下的加速度計比力fE,fN,fU后,進行重力測量改正,如厄特弗斯改正、正常重力場改正,最后使用低通濾波消除海浪的影響,可實時獲得重力異常值。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3303679