初始對準(zhǔn)總結(jié)

初始對準(zhǔn)慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準(zhǔn)就是確定參考導(dǎo)航坐標(biāo)系的一個過程。慣導(dǎo)系統(tǒng)剛上電啟動時，其載體坐標(biāo)系相對于參考導(dǎo)航坐標(biāo)系的各軸指向完全未知或不夠精確，無法立即進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài)，因此必須先確定載體坐標(biāo)系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的空間方位，從慣導(dǎo)的角度看這等效于尋找參考導(dǎo)航坐標(biāo)系的一個過程。以地理坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系為例，它的三軸指向分別是東向、北向和天向，其中天向是根據(jù)重力加速度定義的，有了天向也就等效于確定了水平面，在水平面上尋找東向和北向需要測定地球自轉(zhuǎn)信息，因?yàn)楸毕蚴歉鶕?jù)地球自轉(zhuǎn)軸定義的。重力加速度和地球自轉(zhuǎn)角速度是慣導(dǎo)自對準(zhǔn)的外界參考信息1、粗對準(zhǔn)1.1解析粗對準(zhǔn)初始對準(zhǔn)一般是在運(yùn)載體對地靜止的環(huán)境下進(jìn)行的，即運(yùn)載體相對地面既沒有明顯的線運(yùn)動也沒有角運(yùn)動，且對準(zhǔn)地點(diǎn)處的地理位置準(zhǔn)確已知，也就是說重力矢量和地球自轉(zhuǎn)角速度矢量在地理坐標(biāo)系（初始對準(zhǔn)參考坐標(biāo)系）的分量準(zhǔn)確已知，如下實(shí)際慣導(dǎo)系統(tǒng)中陀螺和加速度計(jì)測量到的分別是重力矢量和地球自轉(zhuǎn)角速度在載體系下的投影，但有時會存在角晃動和線晃動干擾影響，并且還存在加速度計(jì)測量誤差和陀螺測量誤差。假設(shè)姿態(tài)陣為C,則有如下慣導(dǎo)角速度關(guān)系及比力方程/二以珥-（2嘰+此）3+礦由于粗對準(zhǔn)是在靜基座條件下完成，忽略由線運(yùn)動引起的部分量①二和.①n+①n1</，且考慮陀螺儀和加速度計(jì)的測量誤差，近似估計(jì)為ieenI魔翊=<g=-y選擇匕作為主參考矢量（因?yàn)樵陟o止?fàn)顟B(tài)下g相對于w更加重要），之后進(jìn)行一個姿態(tài)陣估計(jì)*=(--)^￡12^ (瑋以)丁小[|(*)||(一乎)工戒I|(*)?!>(-/)|]I上捉砌'「成誠"I1.2間接粗對準(zhǔn)首先要定義兩個重要的慣性坐標(biāo)系。①初始時刻載體慣性系（人）：與初始對準(zhǔn)開始0瞬時的載體坐標(biāo)系（b系）重合，隨后相對于慣性空間無轉(zhuǎn)動；②初始時刻導(dǎo)航慣性系（n0）：與初始對準(zhǔn)開始瞬時的導(dǎo)航坐標(biāo)系（n系，即地理坐標(biāo)系）重合，隨后相對于慣性空間無轉(zhuǎn)動。間接初始對準(zhǔn)方法的關(guān)鍵是求解?系與％系的方位關(guān)系，即C*。從慣性坐標(biāo)系中觀察地球表面上某固定點(diǎn)的重力矢量，它的方向?qū)㈦S著地球自轉(zhuǎn)逐漸改變，24小時內(nèi)恰好旋轉(zhuǎn)一圈，形成一個錐面。重力矢量的方向?yàn)榈叵?，而其變化率（微分）方向?yàn)闁|西方向，因而在重力矢量及其變化中包含了地理坐標(biāo)系（水平及方位）信息。也就是說間接粗對準(zhǔn)不用考慮陀螺儀的輸出。最后，通過C*建立重力與加速度計(jì)比力量測之間關(guān)系。尹）二一孝理論上，只要獲得兩個時刻的重力及其比力測量值，就可使用雙矢量定姿算法求解C萼。但是，為了降低線運(yùn)動干擾的影響，在初始對準(zhǔn)過程中對上式積分，記'玲=￡密無由 玲=J：以亍抽GL=_j：gw2、精對準(zhǔn)經(jīng)過粗對準(zhǔn)階段，捷聯(lián)慣導(dǎo)獲得了粗略的姿態(tài)矩陣，也就是獲得了粗略的地理導(dǎo)航系指向，但是與真實(shí)地理坐標(biāo)系相比往往還存在一定的失準(zhǔn)角誤差，通常水平失準(zhǔn)角（東向和北向）可達(dá)數(shù)角分而天向失準(zhǔn)角可達(dá)數(shù)度，若直接進(jìn)入后續(xù)的純慣性導(dǎo)航，導(dǎo)航誤差將迅速發(fā)散，因此，需要進(jìn)行進(jìn)一步的精對準(zhǔn)過程，盡量減小失準(zhǔn)角誤差的影響。實(shí)際上，在靜基座下的導(dǎo)航解算速度即為速度誤差，根據(jù)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程規(guī)律，從速度誤差中能夠反推出失準(zhǔn)角誤差。在靜基座下進(jìn)行初始對準(zhǔn)，由于真實(shí)慣導(dǎo)系統(tǒng)的地理位置沒有明顯移動，且真實(shí)速度為零（至多因干擾而產(chǎn)生微小晃動），因而對準(zhǔn)過程中的慣導(dǎo)解算可以使用簡化導(dǎo)航算法。c；二G（戒X）二［（試-戒-戒）x］二G［我-就）X簡化誤差方程$_.乂必L-￡n展開后，力=；液N一%丸—％|0v=-％煤-％在一刃說一勺碼二Fn+NE碼?_g處+V"0論二"在上述方程中，最后一個方程與其它方程之間沒有任何交聯(lián)關(guān)系，可見，天向速度誤差對失準(zhǔn)角估計(jì)不會有任何作用。通常，在靜基座下天向速度誤差僅用于天向加速度計(jì)零偏的估計(jì)，在分析初始對準(zhǔn)失準(zhǔn)角估計(jì)時，一般可忽略天向通道（天向速度和加速度計(jì)零偏）的影響?；谏鲜?，并將陀螺隨機(jī)常值漂移和加速度計(jì)隨機(jī)常值零偏擴(kuò)充為狀態(tài)