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申请/专利权人：中国舰船研究设计中心

摘要：本发明公开了一种水上动基座惯性导航系统初始粗对准方法，包括以下步骤：1根据惯导系统加速度计在动基座下，可量测重力向量随地球在一个固定点旋转的轨迹，构建动基座下的重力视运动初始对准模型；2将惯导系统量测信号进行自适应分解，分解为包含不同频谱的固有模态函数；3计算分析分解后信号与原始信号之间的相似度以重构信号，完成惯导系统信号降噪；4将步骤3得到降噪惯导信号引入步骤1中构建的重力视对准模型，实现初始对准。本发明动基座的初始对准中采取重力视运动初始对准策略，通过引入载体惯性坐标系，解决了计算初始姿态矩阵的问题。

主权项：1.一种水上动基座惯性导航系统初始粗对准方法，其特征在于，包括以下步骤：1根据惯导系统加速度计在动基座下，可量测重力向量随地球在一个固定点旋转的轨迹，构建动基座下的重力视运动初始对准模型；构建动基座下的重力视运动初始对准模型,具体为：1.1选取“东-北-天”地理坐标系作为系统导航坐标系n；选取载体质心为原点，方向分别为“右-前-上”的坐标系作为载体坐标系b；定义惯导系统初始对准所计算的姿态矩阵分解为： 其中，ib0表示在t0时刻的“右-前-上”初始载体惯性坐标系，为初始载体坐标系与当前载体坐标系之间的姿态矩阵，为惯导系统坐标系与初始载体坐标系之间的姿态矩阵，其中，表示为： 其中，为惯导系统陀螺测得的角速率；×表示反对称矩阵运算；1.2选取地球同一点在时刻tA,tB惯性坐标系下的不共线重力向量gA,gB，经过地球周期旋转后在时刻tA,tB的地理向量形成圆锥体构建重力视运动模型；其中，加速度计的理论量测为重力向量在载体坐标系的分量，表示为：fbt＝-gbt其中，fbt为加速度计的理论量测；实际加速度计量测中包含了理论量测和量测误差；计算在初始载体惯性坐标系ib0下的投影为： 1.3根据步骤1.2构建的几何关系，计算AB中点OAB的单位东向向量EAB为： 其中，AB为同一点在时刻tA,tB的形成的几何线段；根据得到的EAB，B处的导航坐标系的“东-北-天”向量E,N,U计算为： NtB＝UtB×EtB其中，ωie为地球自转角速率；进一步地构造得到为： 将得到的代入公式计算得惯导系统初始对准姿态矩阵2将惯导系统量测信号进行自适应分解，分解为包含不同频谱的固有模态函数；2.1将包含原始信号x和附加噪声w的实际量测信号表示为： 其中y1,y2分别代表了附加正向和负向噪声的信号；2.2利用经验模值分解方法完全分解y1,y2，分别地得到IMFi+和IMFi-,i＝1,...,I；，其中，i表示固有模态IMF的数量；2.3通过平均相关模态IMFi＝IMFi++IMFi-2，计算原始信号x的第i个模态；2.4得到CEEMD分解后t时刻的原始信号xt的多个IMF和残差信号rI为：3计算分析分解后信号与原始信号之间的相似度以重构信号，完成惯导系统信号降噪；4将步骤3得到降噪惯导信号引入步骤1中构建的重力视对准模型，实现初始对准。

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