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一种火箭橇轨道重力实时测量方法
【专利摘要】一种火箭橇轨道重力实时测量方法(1)在当前导航周期，根据火箭橇轨道中的纬度与高度信息的关系，得到当前导航周期下真实的火箭橇橇体高度信息hB，进而得到高度误差信号δh＝h-hB；(2)将高度误差信号δh经过积分控制得到控制分量x，高度误差信号δh经过PID控制，得到高度控制量uh；(3)将分量x经过低通滤波得到重力偏差x′，再将重力偏差x′与地球重力模型值gh做和，得到实时的测量重力值g0；(4)将uh及g0反馈至惯性导航系统，由惯性导航系统解算得到修正后的火箭橇橇体的高度h；(5)进入下一导航周期，惯性导航系统解算火箭橇橇体的纬度信息，根据火箭橇轨道中的纬度与高度信息的关系，得到当前导航周期下真实的hB，重新得到高度误差信号δh；转步骤(2)循环执行。
【专利说明】一种火箭橇轨道重力实时测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种组合导航系统设计方法，尤其一种火箭橇轨道重力实时测量方法，可用于具有高精度导航精度的场合，例如航空航天、测绘等领域。
【背景技术】
[0002]在惯性导航系统中，高度通道的特征方程具有一个正根
【权利要求】
1.一种火箭橇轨道重力实时测量方法，其特征在于步骤如下: (1)在当前导航周期，惯性导航系统解算火箭橇撬体的高度h以及火箭橇橇体的纬度信息，根据火箭橇轨道中的纬度与高度信息的关系，得到当前导航周期下真实的火箭橇橇体高度信息hB，进而得到高度误差信号δ h = h-hB ;所述的惯性导航系统置于火箭橇橇体中； (2)将高度误差信号Sh经过积分控制得到控制分量X，高度误差信号Sh经过PID控制，得到高度控制量uh; (3)将上述控制分量X经过低通滤波得到重力偏差X'，再将重力偏差X'与地球重力模型值gh做和，得到实时的测量重力值gQ ; (4)将步骤(2)中得到的高度控制量Uh以及步骤(3)中得到实时的测量重力值gQ反馈至惯性导航系统，由惯性导航系统解算得到修正后的火箭橇撬体的高度h ； (5)进入下一导航周期，惯性导航系统解算火箭橇橇体的纬度信息，根据火箭橇轨道中的纬度与高度信息的关系，得到当前导航周期下真实的火箭橇橇体高度信息匕，将步骤(4)中修正后的高度h与hB做差，得到高度误差信号δ h ;转步骤(2)循环执行。
2.根据权利要求1 所述的一种火箭橇轨道重力实时测量方法，其特征在于:所述步骤(4)中的修正后的火箭橇撬体的高度h采用将下式积分后得到，
3.根据权利要求1所述的一种火箭橇轨道重力实时测量方法，其特征在于:所述步骤(5)中的惯性导航系统解算火箭橇橇体的纬度信息通过下述步骤实现: (5.1)设置火箭橇轨道坐标系(OX1Y1Z1),该坐标系的原点为火箭橇轨道起始点，OX1轴指向火箭橇橇体运动前进方向，OZ1轴朝上垂直于轨道，OY1轴在水平面内垂直于轨道，且三者满足右手坐标系； (5.2)惯性测量系统进行自对准或者进行传递对准，得到火箭橇橇体的轨道坐标系下的三个姿态角初值； (5.3)计算地球转速以及重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，结合惯性测量系统中捷联陀螺的输出，更新火箭橇橇体在火箭橇轨道坐标系下的三个姿态角； (5.4)利用步骤(5.3)中更新后的姿态角计算火箭橇轨道坐标系到捷联本体坐标系的姿态变换矩阵； (5.5)利用步骤(5.4)中的姿态变换矩阵、步骤(5.3)中的重力加速度在火箭橇轨道坐标系下的分量，结合惯性测量系统中捷联加表的输出，得到火箭橇橇体在火箭橇轨道坐标系的加速度，进而得到火箭橇橇体在火箭橇轨道坐标系的速度以及位置； (5.6)将步骤(5.5)中得到的火箭橇橇体在火箭橇轨道坐标系下的位置信息转换为在地理坐标系下的火箭橇橇体位置信息 。
【文档编号】G01C21/18GK103955005SQ201410198469
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】魏宗康, 赵龙, 刘璠 申请人:北京航天控制仪器研究所