一種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)及其傳遞對準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)及其傳遞對準(zhǔn)方法。該系統(tǒng)包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)、主控計算機(jī)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)，其中主慣導(dǎo)系統(tǒng)包括主慣導(dǎo)、第一GPS接收機(jī)和主導(dǎo)航計算機(jī)，子慣導(dǎo)系統(tǒng)包括子慣導(dǎo)、第二GPS接收機(jī)、子導(dǎo)航計算機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)。傳遞對準(zhǔn)方法為：主導(dǎo)航計算機(jī)接收主慣導(dǎo)和第一GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行組合導(dǎo)航獲得基本導(dǎo)航信息并發(fā)送給主控計算機(jī)；主控計算機(jī)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送給子慣導(dǎo)系統(tǒng)；子導(dǎo)航計算機(jī)接收主控計算機(jī)和子慣導(dǎo)發(fā)送的數(shù)據(jù)，建立卡爾曼濾波模型并采用“速度+姿態(tài)”匹配方式進(jìn)行動基座傳遞對準(zhǔn)，同時將導(dǎo)航信息發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的實(shí)時性強(qiáng)、精度高、穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)及其傳遞對準(zhǔn)方法 一【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是一種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)及其傳遞對準(zhǔn)方 法。 二【背景技術(shù)】
[0002] 瞄準(zhǔn)吊艙（TargetingPod)是掛在飛機(jī)專用掛梁處，供駕駛員實(shí)施對紅外目標(biāo)的 圖像識別、跟蹤、瞄準(zhǔn)和激光測距，以及導(dǎo)引激光半主動制導(dǎo)武器的目標(biāo)照射的專用艙形裝 置，在飛行器大地勘探、遙測、災(zāi)難救援等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 軍用瞄準(zhǔn)吊艙是一種融合了光電探測器、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和復(fù)雜的數(shù)據(jù)融合算 法等為一體的輕小型、遠(yuǎn)程目標(biāo)探測的空中武器作戰(zhàn)裝備。在戰(zhàn)斗機(jī)上安裝了嵌入式瞄準(zhǔn) 吊艙測姿系統(tǒng)，大大地提高了其跟蹤能力及對地攻擊精度，同時具備一定的自主導(dǎo)航能力， 從而可實(shí)現(xiàn)對海、陸、空目標(biāo)的快速搜索，實(shí)時跟蹤和精確定位，并能引導(dǎo)精確制導(dǎo)武器或 常規(guī)武器對目標(biāo)實(shí)時精確打擊。但瞄準(zhǔn)吊艙上裝備的的慣性測姿裝置（子慣導(dǎo)）一般精度 較低，測量誤差隨時間積累，需要利用戰(zhàn)機(jī)上的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(主慣導(dǎo)）信息來進(jìn)行 動基座傳遞對準(zhǔn)。
[0004] 瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)功能復(fù)雜，在接收處理大量數(shù)據(jù)的同時，需要周期性進(jìn)行復(fù)雜 的卡爾曼濾波算法計算，并且還需要實(shí)時向機(jī)載主控計算機(jī)提供導(dǎo)航參數(shù)，傳統(tǒng)的單任務(wù) 軟件不能滿足傳遞對準(zhǔn)的實(shí)時性要求，在戰(zhàn)機(jī)劇烈機(jī)動后，產(chǎn)生的新瞄準(zhǔn)線將有延誤，且瞄 準(zhǔn)的誤差大、可靠性低。 三
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定性好、測量精度高、實(shí)時性強(qiáng)的瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng) 及其傳遞對準(zhǔn)方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)，包括主慣導(dǎo) 系統(tǒng)、主控計算機(jī)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)，其中主慣導(dǎo)系統(tǒng)包括主慣導(dǎo)、第一GPS接收機(jī)和主導(dǎo)航計 算機(jī)，子慣導(dǎo)系統(tǒng)包括子慣導(dǎo)、第二GPS接收機(jī)、子導(dǎo)航計算機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)；所述主慣導(dǎo)通 過RS422接口與主導(dǎo)航計算機(jī)連接，第一GPS接收機(jī)通過RS232與主導(dǎo)航計算機(jī)連接，主導(dǎo) 航計算機(jī)的輸出端通過RS422接口接入主控計算機(jī)；主控計算機(jī)與子慣導(dǎo)系統(tǒng)的子導(dǎo)航計 算機(jī)通過RS422接口連接，子慣導(dǎo)和第二GPS接收機(jī)均通過RS422接口與子導(dǎo)航計算機(jī)連 接，子導(dǎo)航計算機(jī)的輸出端通過RS422接口接入監(jiān)控系統(tǒng)；
[0007] 主導(dǎo)航計算機(jī)接收主慣導(dǎo)和第一GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行組合導(dǎo)航獲得基本導(dǎo)航 信息，并將生成的基本導(dǎo)航信息發(fā)送給主控計算機(jī)；主控計算機(jī)對主慣導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)時發(fā)送來 的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后發(fā)送給子慣導(dǎo)系統(tǒng)；子導(dǎo)航計算機(jī)一方面接收主控計算機(jī)發(fā)來的主 慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，另一方面接收子慣導(dǎo)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行捷聯(lián)慣導(dǎo)解算， 然后利用主慣導(dǎo)信息進(jìn)行動基座傳遞對準(zhǔn)，得到穩(wěn)定平臺的速度、姿態(tài)和位置信息并通過 RS422接口發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)；第二GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)子導(dǎo)航計算機(jī)內(nèi)部時鐘授時、以及主慣導(dǎo) 和子慣導(dǎo)之間的時間同步。
[0008] -種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)方法，包括以下步驟：
[0009] 第1步，對系統(tǒng)的軟件進(jìn)行初始化，其中包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝誤差 角對應(yīng)的補(bǔ)償角的初始化，然后進(jìn)入下一步；
[0010] 第2步，由主任務(wù)得到主慣導(dǎo)系統(tǒng)測得的載體速度信息、姿態(tài)信息、角速度信息、 比力信息和位置信息，并利用第1步所得的補(bǔ)償角修正該姿態(tài)信息；
[0011] 第3步，進(jìn)行粗對準(zhǔn)，將第2步主慣導(dǎo)系統(tǒng)測得的速度信息、位置信息、補(bǔ)償角修正 后的姿態(tài)信息賦給子慣導(dǎo)系統(tǒng)的對應(yīng)參數(shù)，作為子慣導(dǎo)系統(tǒng)的解算初值；
[0012] 第4步，子慣導(dǎo)系統(tǒng)以第3步粗對準(zhǔn)后的導(dǎo)航信息為初值，進(jìn)行慣導(dǎo)捷聯(lián)解算，得 到子慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置信息、速度信息和姿態(tài)信息；
[0013] 第5步，主慣導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過時間同步和桿臂補(bǔ)償處理后，采用"速度+姿態(tài)"的 匹配方式建立卡爾曼濾波模型，以第2步中主慣導(dǎo)系統(tǒng)與第4步子慣導(dǎo)系統(tǒng)之間的速度差 值和姿態(tài)差值作為量測變量，進(jìn)行卡爾曼濾波迭代，得到子慣導(dǎo)系統(tǒng)的速度誤差、平臺失準(zhǔn) 角、安裝誤差角、陀螺常值漂移和加速度計常值偏置；
[0014] 第6步，將第5步得到的子慣導(dǎo)系統(tǒng)速度誤差、平臺失準(zhǔn)角，對第4步子慣導(dǎo)系統(tǒng) 的速度信息、姿態(tài)信息進(jìn)行校正，最終獲得子慣導(dǎo)系統(tǒng)經(jīng)校正后的速度信息和姿態(tài)信息，并 通過RS422接口發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：（1)在VxWorks嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)下， 設(shè)計了傳遞對準(zhǔn)多任務(wù)軟件，實(shí)時性強(qiáng)、穩(wěn)定性好；（2)對于主、子慣導(dǎo)安裝的特殊情況，能 夠進(jìn)行大安裝誤差角情況下的傳遞對準(zhǔn)。 四【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)中多任務(wù)軟件的流程圖。
[0018] 圖3是本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)方法流程圖。
[0019] 圖4是本發(fā)明中"速度+姿態(tài)"匹配方式的傳遞對準(zhǔn)原理框圖。
[0020] 圖5是本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1中傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)角估計曲線圖。
[0022] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例2中傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)角估計曲線圖。
[0023] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例3中傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)角估計曲線圖。
[0024] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例4中傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)角估計曲線圖。
[0025] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例5中傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)角估計曲線圖。
[0026] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例6中傳遞對準(zhǔn)跑車實(shí)驗(yàn)失準(zhǔn)角估計曲線圖。
[0027] 表1是實(shí)施例1?6中子慣導(dǎo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。 五【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029] 結(jié)合圖1，本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)，包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)、主控計算機(jī)和子慣 導(dǎo)系統(tǒng)，其中主慣導(dǎo)系統(tǒng)包括主慣導(dǎo)、第一GPS接收機(jī)和主導(dǎo)航計算機(jī)，子慣導(dǎo)系統(tǒng)包括子 慣導(dǎo)、第二GPS接收機(jī)、子導(dǎo)航計算機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)；所述主慣導(dǎo)通過RS422接口與主導(dǎo)航計 算機(jī)連接，第一GPS接收機(jī)通過RS232與主導(dǎo)航計算機(jī)連接，主導(dǎo)航計算機(jī)的輸出端通過 RS422接口接入主控計算機(jī)；主控計算機(jī)與子慣導(dǎo)系統(tǒng)的子導(dǎo)航計算機(jī)通過RS422接口連 接，子慣導(dǎo)和第二GPS接收機(jī)均通過RS422接口與子導(dǎo)航計算機(jī)連接，子導(dǎo)航計算機(jī)的輸 出端通過RS422接口接入監(jiān)控系統(tǒng)；所述子慣導(dǎo)系統(tǒng)中設(shè)有與子導(dǎo)航計算機(jī)相接的調(diào)試接 口，該調(diào)試接口為RS232接口或以太網(wǎng)接口。所述子導(dǎo)航計算機(jī)為嵌入式MPC8245計算機(jī) 系統(tǒng)，其軟件使用VxWorks操作系統(tǒng)。
[0030] 主導(dǎo)航計算機(jī)接收主慣導(dǎo)和第一GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行組合導(dǎo)航獲得基本導(dǎo)航 信息，并將生成的基本導(dǎo)航信息發(fā)送給主控計算機(jī)；主控計算機(jī)對主慣導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)時發(fā)送來 的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后發(fā)送給子慣導(dǎo)系統(tǒng)；子導(dǎo)航計算機(jī)一方面接收主控計算機(jī)發(fā)來的主 慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，另一方面接收子慣導(dǎo)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行捷聯(lián)慣導(dǎo)解算， 然后利用主慣導(dǎo)信息進(jìn)行動基座傳遞對準(zhǔn)，得到穩(wěn)定平臺的速度、姿態(tài)和位置信息并通過 RS422接口發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)；第二GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)子導(dǎo)航計算機(jī)內(nèi)部時鐘授時、以及主慣導(dǎo) 和子慣導(dǎo)之間的時間同步。
[0031] 結(jié)合圖2,本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)采用嵌入式MPC8245計算機(jī)系統(tǒng)作為 子導(dǎo)航計算機(jī)，導(dǎo)航計算機(jī)采用VxWorks操作系統(tǒng)，軟件開發(fā)環(huán)境為Tornado2. 2。VxWorks 是一個運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上的高性能、可裁減的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，它以其良好的可靠性和 卓越的實(shí)時性被廣泛應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時性要求極高的領(lǐng)域 中。
[0032] 在實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)VxWorks中，任務(wù)是指能夠獨(dú)立執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)某一功能或某 一處理過程，是競爭系統(tǒng)資源的最小運(yùn)行單元，也是操作系統(tǒng)調(diào)度的最基本單元。本系統(tǒng)是 一個多路通信并含有復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的多任務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，采用模塊化和層次化的劃分原則， 把本系統(tǒng)的軟件模塊劃分成了四個任務(wù)：授時任務(wù)、主任務(wù)、子任務(wù)和發(fā)送任務(wù)，其中授時 任務(wù)優(yōu)先級最高，負(fù)責(zé)接收第二GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)，根據(jù)秒脈沖對子導(dǎo)航計算機(jī)內(nèi)部時鐘 授時，授時成功則任務(wù)掛起；主任務(wù)負(fù)責(zé)接收主控計算機(jī)發(fā)來的主慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)；子任務(wù) 負(fù)責(zé)接收子慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行慣導(dǎo)解算和傳遞對準(zhǔn)；發(fā)送任務(wù)負(fù)責(zé)把運(yùn)行結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控 系統(tǒng)。
[0033] 具體多任務(wù)調(diào)度軟件流程如圖2所示：
[0034] 弟一步：系統(tǒng)上電后，硬件初始化，多任務(wù)初始化，然后啟動多任務(wù)調(diào)度；
[0035] 第二步：各任務(wù)根據(jù)優(yōu)先級的高低搶占CPU資源，授時任務(wù)首先獲得CPU資源，接 收第二GPS數(shù)據(jù)，根據(jù)秒脈沖對系統(tǒng)進(jìn)行授時，授時成功后任務(wù)掛起；
[0036] 第三步：主任務(wù)、子任務(wù)和發(fā)送任務(wù)搶占CPU資源，主任務(wù)主要負(fù)責(zé)接收主慣導(dǎo)系 統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，發(fā)送任務(wù)主要負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)融合后的高精度導(dǎo)航參數(shù)發(fā)送給外設(shè)，子任務(wù)是 該系統(tǒng)的核心，一方面實(shí)時接收子慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，另一方面要負(fù)責(zé)傳遞對準(zhǔn)算法的執(zhí)行。
[0037] 結(jié)合圖3?4,本發(fā)明嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)方法，包括以下步驟：
[0038] 第1步，對系統(tǒng)的軟件進(jìn)行初始化，具體包括：卡爾曼濾波器初始化即系統(tǒng)初始狀 態(tài)X、系統(tǒng)狀態(tài)協(xié)方差陣P、量測噪聲方差陣R、系統(tǒng)過程噪聲方差陣Q的初始化，以及主慣導(dǎo) 系統(tǒng)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝誤差角對應(yīng)的補(bǔ)償角在載體系x、y、z軸的分量ξχ、ly、ξζ的初始 化。
[0039]第2步，由主任務(wù)得到主慣導(dǎo)系統(tǒng)測得的載體速度信息、姿態(tài)信息、角速度信息、 比力信息和位置信息，并利用第1步所得的補(bǔ)償角修正該姿態(tài)信息；所述導(dǎo)航信息包括速 度信息、姿態(tài)信息、角速度信息、比力信息和位置信息，其中速度信息包括：主慣導(dǎo)系統(tǒng)的東 向速度Ve，主慣導(dǎo)系統(tǒng)的北向速度Vn，主慣導(dǎo)系統(tǒng)的天向速度Vu ;姿態(tài)信息包括：主慣導(dǎo)系 統(tǒng)的俯仰角Θ、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的橫滾角Y、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的航向角ψ;角速度信息包括：主慣 導(dǎo)系統(tǒng)的東向角速度ωΕ、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的北向角速度ωΝ、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的天向角速度COu ;比 力信息包括：主慣導(dǎo)系統(tǒng)的東向比力fE、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的北向比力fN、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的天向比力 fu;位置信息包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)的經(jīng)度λ、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的緯度L、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的高度h。所述姿 態(tài)信息為主慣導(dǎo)系統(tǒng)在大安裝誤差角下測得的姿態(tài)角，則其對應(yīng)的姿態(tài)陣：
[0040]
【權(quán)利要求】
1. 一種嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)，其特征在于，包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)、主控計算機(jī)和子慣 導(dǎo)系統(tǒng)，其中主慣導(dǎo)系統(tǒng)包括主慣導(dǎo)、第一 GPS接收機(jī)和主導(dǎo)航計算機(jī)，子慣導(dǎo)系統(tǒng)包括子 慣導(dǎo)、第二GPS接收機(jī)、子導(dǎo)航計算機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)；所述主慣導(dǎo)通過RS422接口與主導(dǎo)航計 算機(jī)連接，第一 GPS接收機(jī)通過RS232與主導(dǎo)航計算機(jī)連接，主導(dǎo)航計算機(jī)的輸出端通過 RS422接口接入主控計算機(jī)；主控計算機(jī)與子慣導(dǎo)系統(tǒng)的子導(dǎo)航計算機(jī)通過RS422接口連 接，子慣導(dǎo)和第二GPS接收機(jī)均通過RS422接口與子導(dǎo)航計算機(jī)連接，子導(dǎo)航計算機(jī)的輸出 端通過RS422接口接入監(jiān)控系統(tǒng)； 主導(dǎo)航計算機(jī)接收主慣導(dǎo)和第一 GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行組合導(dǎo)航獲得基本導(dǎo)航信 息，并將生成的基本導(dǎo)航信息發(fā)送給主控計算機(jī)；主控計算機(jī)對主慣導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)時發(fā)送來的 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后發(fā)送給子慣導(dǎo)系統(tǒng)；子導(dǎo)航計算機(jī)一方面接收主控計算機(jī)發(fā)來的主慣 導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，另一方面接收子慣導(dǎo)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將接收到的子慣導(dǎo)數(shù)據(jù)進(jìn)行捷聯(lián)慣導(dǎo)解 算，然后建立卡爾曼濾波模型，并采用"速度+姿態(tài)"匹配方式進(jìn)行動基座傳遞對準(zhǔn)，得到穩(wěn) 定平臺的速度、姿態(tài)和位置信息并通過RS422接口發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)；第二GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)子 導(dǎo)航計算機(jī)內(nèi)部時鐘授時、以及主慣導(dǎo)和子慣導(dǎo)之間的時間同步。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)，其特征在于，所述子慣導(dǎo)系統(tǒng)中 設(shè)有與子導(dǎo)航計算機(jī)相接的調(diào)試接口，該調(diào)試接口為RS232接口或以太網(wǎng)接口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)，其特征在于，所述子導(dǎo)航計算機(jī) 為嵌入式MPC8245計算機(jī)系統(tǒng)，其軟件使用VxWorks操作系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)，其特征在于，所述VxWorks操作系 統(tǒng)的軟件模塊劃分為四個任務(wù)：授時任務(wù)、主任務(wù)、子任務(wù)和發(fā)送任務(wù)，其中授時任務(wù)優(yōu)先 級最高，負(fù)責(zé)接收第二GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)，根據(jù)秒脈沖對子導(dǎo)航計算機(jī)內(nèi)部時鐘授時，授時 成功則任務(wù)掛起；主任務(wù)負(fù)責(zé)接收主控計算機(jī)發(fā)來的主慣導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)；子任務(wù)負(fù)責(zé)接收子 慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行慣導(dǎo)解算和傳遞對準(zhǔn)；發(fā)送任務(wù)負(fù)責(zé)把運(yùn)行結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。
5. -種基于權(quán)利要求1所述嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)方法，其特征在于， 包括以下步驟： 第1步，對系統(tǒng)的軟件進(jìn)行初始化，其中包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝誤差角對 應(yīng)的補(bǔ)償角的初始化，然后進(jìn)入下一步； 第2步，由主任務(wù)得到主慣導(dǎo)系統(tǒng)測得的載體速度信息、姿態(tài)信息、角速度信息、比力 信息和位置信息，并利用第1步所得的補(bǔ)償角修正該姿態(tài)信息； 第3步，進(jìn)行粗對準(zhǔn)，將第2步主慣導(dǎo)系統(tǒng)測得的速度信息、位置信息、補(bǔ)償角修正后的 姿態(tài)信息賦給子慣導(dǎo)系統(tǒng)的對應(yīng)參數(shù)，作為子慣導(dǎo)系統(tǒng)的解算初值； 第4步，子慣導(dǎo)系統(tǒng)以第3步粗對準(zhǔn)后的導(dǎo)航信息為初值，進(jìn)行慣導(dǎo)捷聯(lián)解算，得到子 慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置信息、速度信息和姿態(tài)信息； 第5步，主慣導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過時間同步和桿臂補(bǔ)償處理后，采用"速度+姿態(tài)"的匹配 方式建立卡爾曼濾波模型，以第2步中主慣導(dǎo)系統(tǒng)與第4步子慣導(dǎo)系統(tǒng)之間的速度差值和 姿態(tài)差值作為量測變量，進(jìn)行卡爾曼濾波迭代，得到子慣導(dǎo)系統(tǒng)的速度誤差、平臺失準(zhǔn)角、 安裝誤差角、陀螺常值漂移和加速度計常值偏置； 第6步，將第5步得到的子慣導(dǎo)系統(tǒng)速度誤差、平臺失準(zhǔn)角，對第4步子慣導(dǎo)系統(tǒng)的速 度信息、姿態(tài)信息進(jìn)行校正，最終獲得子慣導(dǎo)系統(tǒng)經(jīng)校正后的速度信息和姿態(tài)信息，并通過 RS422接口發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)方法，其特征在于，第1 步中所述對系統(tǒng)的軟件進(jìn)行初始化，具體包括：卡爾曼濾波器初始化即系統(tǒng)初始狀態(tài)X、系 統(tǒng)狀態(tài)協(xié)方差陣P、量測噪聲方差陣R、系統(tǒng)過程噪聲方差陣Q的初始化，以及主慣導(dǎo)系統(tǒng)和 子慣導(dǎo)系統(tǒng)安裝誤差角對應(yīng)的補(bǔ)償角在載體系x、y、z軸的分量lx、ly、的初始化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的嵌入式瞄準(zhǔn)吊艙測姿系統(tǒng)的傳遞對準(zhǔn)方法，其特征在于，第2 步所述的速度信息包括：主慣導(dǎo)系統(tǒng)的東向速度VE，主慣導(dǎo)系統(tǒng)的北向速度VN，主慣導(dǎo)系統(tǒng) 的天向速度Vu;姿態(tài)信息包括：主慣導(dǎo)系統(tǒng)的俯仰角0、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的橫滾角Y、主慣導(dǎo)系 統(tǒng)的航向角V ;角速度信息包括：主慣導(dǎo)系統(tǒng)的東向角速度wE、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的北向角速度 ?N、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的天向角速度《u;比力信息包括：主慣導(dǎo)系統(tǒng)的東向比力fE、主慣導(dǎo)系統(tǒng) 的北向比力fN、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的天向比力f" ;位置信息包括主慣導(dǎo)系統(tǒng)的經(jīng)度A、主慣導(dǎo)系統(tǒng) 的緯度L、主慣導(dǎo)系統(tǒng)的高度h。
【文檔編號】G01C21/16GK104457748SQ201310428502
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】陳帥, 李璽安, 王于坤, 鐘潤武, 王磊杰, 雷浩然, 單童, 常耀偉, 金磊, 劉亞玲 申請人:南京理工大學(xué)