一种纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法一、技术领域
本发明涉及的是罗经法静基座对准的方法，特别是在纬度未知的条件下的双系统
罗经法对准方法。
二、背景技术
惯性导航系统在开始工作前必须进行初始对准，目的是使得惯性导航系统能够建
立起准确的导航坐标系。初始对准的精度直接关系到惯性导航系统的工作精度。船在海上
航行时，由于GPS信号较弱，容易被干扰，因此，会出现纬度未知的情况，双系统罗经法静基
座对准方法以并行计算的两系统的航向差作为综合计算的输入信息，对纬度未知所带来的
影响进行有效补偿，实现纬度未知情况下的初始对准。这时双系统罗经法静基座对准方法
就有很大的实用价值了。
三、发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供当惯性导航系统在纬度未知的情况下，基于双
系统的罗经法静基座对准方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明包括下列步骤：
(1)在纬度未知的情况下，建立纬度引起的罗经法静基座对准误差表达式；
(2)在两参数不同的系统对准进入稳态后，同一时刻下分别建立两系统输出的方
位角的表达式；
(3)利用步骤(1)和(2)得到由罗经回路参数引起的误差角；
(4)利用步骤(3)可得到补偿后的两系统方位角的表达式；
(5)利用步骤(3)计算出当地纬度值；
(6)利用步骤(1)和(5)得到两系统的东向水平失准角补偿值。
本发明的方法的优点：
在纬度未知的情况，双系统罗经法静基座对准方法以并行计算的两系统的航向差
作为综合计算的输入信息，对纬度未知所带来的影响进行有效补偿，实现纬度未知情况下
的初始对准，并可计算出当地的纬度信息。
附图说明
图1为双系统罗经法静基座对准流程图；
图2为本发明所涉及的罗经对准回路；
图3为补偿前两系统的姿态误差曲线图；
图4双系统罗经法对准的纬度计算值；
图5为补偿后系统1的姿态误差曲线图；
具体实施方式：
.纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于实现步骤如下:
(1)在纬度未知的情况下，建立纬度引起的罗经法静基座对准误差表达式；
(2)在两参数不同的系统对准进入稳态后，同一时刻下分别建立两系统输出的方
位角的表达式；
(3)利用步骤(1)和(2)得到由罗经回路参数引起的误差角；
(4)利用步骤(3)可得到补偿后的两系统方位角的表达式；
(5)利用步骤(3)计算出当地纬度值；
(6)利用步骤(1)和(5)得到两系统的东向水平失准角补偿值。
所述的纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于:所述步骤
(1)中所述的纬度引起的罗经法静基座对准误差表达式为：
其中和分别表示由纬度引起的东向水平失准角稳态误差和方位失准角稳态
误差，g、Ω分别表示当地的地理纬度值、重力加速度值、地球自转角速度值，k1、k2、kU分别
为罗经回路中的参数。
所述的纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于:所述步骤
(2)中所述的在两参数不同的系统对准进入稳态后，同一时刻下分别建立两系统输出的方
位角的表达式：
ψ1＝ψ0+φz1 (2)
ψ2＝ψ0+φz (3)
上式(2)和(3)中ψ1和ψ2表示它们的方位角输出，ψ0表示该时刻的真实方位角。φz1
和φz1分别表示两系统的稳态方位误差。
所述的纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于:所述步骤
(3)中所述的利用步骤(1)和(2)得到由罗经回路参数引起的误差角。
由于两系统基于相同的IMU，测量值、测量误差完全相同，且时间完全同步。因此，
两方位角可以直接作差：
ψ1-ψ2＝φz1-φz2 (4)
设两个罗经法对准系统参数分别设置为k1、k2、kE、kN、kU和k1′、k2′、k′E、k′N、k′U，
则由式(1)可计算出两个系统的方位对准稳态误差φz1、φz2为：
将式(5)与(6)作差可得到如下等式：
将式(7)代入式(4)可得：
利用式(9)的结果，即可计算出式(5)和式(6)中的第二部分误差，并进行补偿，补
偿角φz′1、φ′z2为：
所述的纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于:所述步骤
(4)中所述的利用步骤(3)得到补偿后的两系统方位角ψ1′和ψ2′如下:
所述的纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于:所述步骤
(5)中所述的利用步骤(3)计算出当地的纬度值。由于一般情况下都有则
成立。因此，可以忽略部分，则：
所述的纬度未知情况下的双系统罗经法静基座对准方法，其特征在于:所述步骤
(6)中所述的利用步骤(1)和(5)得到两系统的东向水平失准角φ′x1、φ′x2补偿值如下：
仿真
由于两系统的补偿原理相同，本发明只对系统1进行补偿。利用失准角φ′x1和
φ′z1对系统1的姿态矩阵进行开环的输出补偿，从而得到补偿后的准确姿态角。
参数设置：纬度经度λ＝126.599°，纬度未知，将纬度装订为0°。系统1
的阻尼比和无阻尼频率取ξ＝0.707和ωn＝0.015。
系统1的参数为：
系统2的参数为；
仿真结果表明：由于东向失准角的影响幅度很小。因此，俯仰角和横摇角误差的补
偿效果也不明显。对比补偿前后的航向误差角，采用双系统罗经法对准方法可以有效的补
偿掉纬度未知所引起的常值误差。实现了在纬度未知情况下的精确初始对准。