傅中澤，徐 凱，關(guān) 勁，陶冠時(shí)，高 薪，孫 洋

（1.天津航海儀器研究所，天津 300131；2.海軍工程大學(xué)，武漢 430033）

一種慣導(dǎo)系統(tǒng)航向測(cè)量精度的動(dòng)態(tài)評(píng)估方法

傅中澤1，徐 凱1，關(guān) 勁1，陶冠時(shí)1，高 薪2，孫 洋1

（1.天津航海儀器研究所，天津 300131；2.海軍工程大學(xué)，武漢 430033）

隨著艦載武器系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)測(cè)量精度要求不斷提高，因此對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)測(cè)量精度的評(píng)估與驗(yàn)證成為慣性測(cè)試技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題之一，特別是針對(duì)動(dòng)態(tài)條件下的評(píng)定。對(duì)此提出了一種慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)信息測(cè)量精度的動(dòng)態(tài)評(píng)估方法，該方法是由差分GPS測(cè)量系統(tǒng)、甲板經(jīng)緯儀、綜合測(cè)量靶標(biāo)等設(shè)備組成的外測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該外測(cè)系統(tǒng)通過(guò)外測(cè)定位數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、航向數(shù)據(jù)與慣導(dǎo)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)達(dá)到慣導(dǎo)系統(tǒng)精度評(píng)估的目的。經(jīng)過(guò)實(shí)船驗(yàn)證，該動(dòng)態(tài)評(píng)估方法實(shí)測(cè)結(jié)果優(yōu)于20〞，滿(mǎn)足性能指標(biāo)的要求。該方法的提出有效提高了慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)信息的動(dòng)態(tài)評(píng)估的效率，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

慣導(dǎo)動(dòng)態(tài)評(píng)估；差分GPS測(cè)量系統(tǒng)；甲板經(jīng)緯儀；綜合測(cè)量靶標(biāo)

隨著艦載武器系統(tǒng)的不斷發(fā)展，為保證艦載火炮、導(dǎo)彈、雷達(dá)等武器系統(tǒng)正常工作，要求船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)除滿(mǎn)足定位功能外，還要提供具有一定精度的航向與水平姿態(tài)信息。此外，艦載導(dǎo)彈和飛機(jī)在發(fā)射前，也需要上述參數(shù)使其配備的慣性設(shè)備快速正確的完成初始對(duì)準(zhǔn)與初始參數(shù)裝訂功能。由于對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)測(cè)量精度要求的不斷提高，因此對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)測(cè)取精度的評(píng)估與驗(yàn)證成為慣性測(cè)試技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題之一，特別是針對(duì)動(dòng)態(tài)條件下的評(píng)定。

慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)信息測(cè)量精度的動(dòng)態(tài)評(píng)估是其測(cè)量精度評(píng)估的重點(diǎn)與難點(diǎn)，一方面由于慣性姿態(tài)測(cè)量法自身精度相對(duì)較高，較難在動(dòng)態(tài)情況下找到適合的儀器進(jìn)行評(píng)定；另一方面，由于在海上動(dòng)態(tài)條件下載體運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜，且受艦噸位、運(yùn)動(dòng)機(jī)動(dòng)性、船體變形、海況等級(jí)等諸多因素影響，獲取慣導(dǎo)系統(tǒng)所處位置姿態(tài)運(yùn)動(dòng)信息的真值較為困難。

現(xiàn)在精度較高的慣導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)評(píng)估方法主要有天文導(dǎo)航和GPS姿態(tài)測(cè)量：

a） 天文導(dǎo)航

天文導(dǎo)航是以已知準(zhǔn)確空間位置、不可毀滅的自然天體為基準(zhǔn)，并通過(guò)光電和射電方式被動(dòng)探測(cè)天體位置，經(jīng)解算確定測(cè)量點(diǎn)所在平臺(tái)的經(jīng)度、緯度、航向和姿態(tài)等信息。目前艦艦裝備的天文導(dǎo)航系統(tǒng)多是基于“高度差法”天文導(dǎo)航原理，其導(dǎo)航定位過(guò)程依賴(lài)于慣導(dǎo)平臺(tái)提供的水平基準(zhǔn)，通過(guò)慣導(dǎo)系統(tǒng)獲得載體的初始位置、姿態(tài)，以便實(shí)施對(duì)星體的搜索、捕獲和跟蹤。天文導(dǎo)航系統(tǒng)在已知水平姿態(tài)的條件下，可確定載體的地理位置和真北航向；在已知地理位置的條件下，可以確定載體的水平姿態(tài)和真北航向。

天文導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位精度主要取決于水平基準(zhǔn)精度、測(cè)角傳感器及其線(xiàn)路檢測(cè)精度、軸系制造裝調(diào)與標(biāo)校精度、CCD光電測(cè)星精度、蒙氣差與視差的修正精度、時(shí)間精度、導(dǎo)航星視位置精度。其中，水平基準(zhǔn)對(duì)其導(dǎo)航定位精度影響最大，而其它誤差項(xiàng)通過(guò)建立綜合標(biāo)定的誤差模型可以控制在較小范圍內(nèi)。因此，在已知地理位置的條件下，忽略除水平基準(zhǔn)誤差外的其它誤差項(xiàng)，可以利用天文導(dǎo)航系統(tǒng)解算出載體的水平姿態(tài)和真北航向，對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測(cè)量精度進(jìn)行評(píng)估或驗(yàn)證。

天文測(cè)量法已得到一定程度應(yīng)用，但該方法是以忽略諸多誤差項(xiàng)為基礎(chǔ)的，且其測(cè)量精度與高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)測(cè)量精度相當(dāng)。

b）GPS姿態(tài)測(cè)量

GPS不僅可以實(shí)時(shí)、全天候的提供載體的位置、速度和1pps秒脈沖信號(hào)，而且利用相位干涉原理，采用天線(xiàn)布陣技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)載體的航行及水平姿態(tài)的測(cè)量。通過(guò)適當(dāng)?shù)牟季职惭b在同一平面上且不在同一線(xiàn)上的多個(gè)GPS天線(xiàn)，采用載波相位差分測(cè)量，天線(xiàn)之間構(gòu)成的基線(xiàn)向量能夠被精確地測(cè)定，因此由基線(xiàn)所確定的平面的姿態(tài)也同時(shí)被確定。從目前國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品資料看，其姿態(tài)角測(cè)量精度能夠達(dá)到 0.03°至0.5°，實(shí)際精度指標(biāo)還取決于GPS天線(xiàn)的配置和多路徑影響。

GPS姿態(tài)測(cè)量除依賴(lài)硬件設(shè)備條件外，算法研究與軟件實(shí)現(xiàn)及基陣布陣方法也是其關(guān)鍵技術(shù)，直接其影響姿態(tài)測(cè)量精度。

本文所述一種慣導(dǎo)系統(tǒng)航向測(cè)量精度的動(dòng)態(tài)評(píng)估方法依靠由差分GPS測(cè)量系統(tǒng)、甲板經(jīng)緯儀、綜合測(cè)量靶標(biāo)等設(shè)備組成的外測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)通過(guò)外測(cè)定位數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、航向數(shù)據(jù)與導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)以達(dá)到慣導(dǎo)姿態(tài)精度動(dòng)態(tài)評(píng)估的目的。

1 外測(cè)系統(tǒng)

1.1 功能

該外測(cè)系統(tǒng)利用甲板經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)跟蹤配合船上的靶標(biāo)，并結(jié)合有關(guān)差分定位數(shù)據(jù)等解算出艦實(shí)時(shí)航向，將該航向與導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的航向進(jìn)行比較可以獲得各采樣時(shí)刻點(diǎn)的航向差，從而達(dá)到導(dǎo)航系統(tǒng)定向精度檢查的目的。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

外測(cè)系統(tǒng)由動(dòng)態(tài)差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅰ、差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅱ、影像跟蹤儀、綜合測(cè)量靶標(biāo)、測(cè)控微機(jī)、數(shù)據(jù)采集儀及后處理軟件等組成。其中差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅰ、影像跟蹤儀、測(cè)控微機(jī)等架設(shè)在試驗(yàn)艦上，差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅱ、綜合測(cè)量靶標(biāo)、數(shù)據(jù)采集儀等架設(shè)于試驗(yàn)配合船上。如圖1所示。

圖1 外測(cè)系統(tǒng)Fig.1 Outside measurement system

1.2.1 差分GPS測(cè)量系統(tǒng)

差分GPS測(cè)量系統(tǒng)由安裝于試驗(yàn)艦的差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅰ和差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅱ、數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)及基站組成。主機(jī)對(duì)接收機(jī)采集的碼相位和載波相位觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收電臺(tái)實(shí)時(shí)接收從差分基準(zhǔn)站發(fā)送的差分信息，按RTK模式工作，提供實(shí)時(shí)的高精度位置和速度信息。

基站沿試驗(yàn)航道岸邊建立，每個(gè)基站包括1臺(tái)40通道雙頻RTK GPS接收機(jī)、1個(gè)零相位雙頻GPS天線(xiàn)、1臺(tái)基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)及天線(xiàn)、線(xiàn)纜、安裝附件等。

導(dǎo)航精度試驗(yàn)中用到兩套差分GPS測(cè)量系統(tǒng)，一套安裝在試驗(yàn)艦上，用于測(cè)量影像跟蹤儀的精確定位數(shù)據(jù)和試驗(yàn)艦的定位數(shù)據(jù)；一套安裝在試驗(yàn)配合船上，用于測(cè)量綜合測(cè)量靶標(biāo)的精確定位數(shù)據(jù)。

沿試驗(yàn)航路岸邊建立3至4個(gè)差分基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站利用岸標(biāo)設(shè)置。

1.2.2 影像跟蹤儀

影像跟蹤儀是利用高穩(wěn)頻氦氖激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)特定點(diǎn)進(jìn)行高精度定位測(cè)量的。精度試驗(yàn)中所使用的影像跟蹤儀上集成安裝了數(shù)碼影像跟蹤系統(tǒng)。其最顯著的特點(diǎn)是不但可以對(duì)特定的靶目標(biāo)進(jìn)行空間定位（5×10-6），還可對(duì)有特定光學(xué)特性的燈目標(biāo)進(jìn)行形位跟蹤，測(cè)定出目標(biāo)燈形位中心的方位角和高度角。

利用影像跟蹤儀的上述特性，在精度試驗(yàn)中就能對(duì)綜合靶標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)形位跟蹤，測(cè)量出綜合靶標(biāo)對(duì)甲板坐標(biāo)系的方位角和高度角。同時(shí)在不進(jìn)行靶標(biāo)跟蹤時(shí)，還能對(duì)有關(guān)部位進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。當(dāng)影像跟蹤儀在甲板坐標(biāo)系中對(duì)準(zhǔn)時(shí)，統(tǒng)一稱(chēng)其為甲板經(jīng)緯儀。

1.2.3 測(cè)控微機(jī)及數(shù)據(jù)采集儀

系統(tǒng)測(cè)控微機(jī)和數(shù)據(jù)采集儀選用加固便攜式計(jì)算機(jī)，能夠適應(yīng)艦上惡劣試驗(yàn)環(huán)境。測(cè)控微機(jī)主要完成試驗(yàn)艦上所有外測(cè)設(shè)備及導(dǎo)航設(shè)備的系統(tǒng)接口、同步測(cè)量以及數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示等任務(wù)。數(shù)據(jù)采集儀在配合船上完成差分GPS測(cè)量系統(tǒng)Ⅱ的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

1.2.4 綜合測(cè)量靶標(biāo)

綜合測(cè)量靶標(biāo)上安裝了跟蹤燈、GPS定位天線(xiàn)、多路徑抑制器、專(zhuān)用雙頻放大器等。要求通過(guò)剛度設(shè)計(jì)，GPS定位天線(xiàn)與跟蹤燈的位置保持相對(duì)穩(wěn)定。在數(shù)據(jù)后處理時(shí)通過(guò)天線(xiàn)與跟蹤燈的位置關(guān)系可計(jì)算出跟蹤燈的精確位置信息。

1.2.5 后處理軟件

后處理軟件包括兩部分。第一部分是GPS定位數(shù)據(jù)原始觀(guān)測(cè)量的后處理。從以前的試驗(yàn)情況看，受試驗(yàn)環(huán)境影響，差分信號(hào)有可能會(huì)受到干擾。為了提高數(shù)據(jù)成功率，確保參與精度考核的定位數(shù)據(jù)的連續(xù)性和有效性，在對(duì)試驗(yàn)中GPS的動(dòng)態(tài)差分定位數(shù)據(jù)記錄的同時(shí)對(duì)原始觀(guān)測(cè)量進(jìn)行記錄，并對(duì)原始觀(guān)測(cè)量進(jìn)行事后處理得到高精度相對(duì)差分定位數(shù)據(jù)。

第二部分是對(duì)相關(guān)外測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以獲得航向外測(cè)數(shù)據(jù)。精度試驗(yàn)中不能得到實(shí)時(shí)外測(cè)航向，只能記錄大量航向解算原始?xì)v元。數(shù)據(jù)后處理軟件要完成同一時(shí)刻點(diǎn)各參數(shù)（包括試驗(yàn)艦上的影像跟蹤儀數(shù)據(jù)、差分GPS測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)及配合船上的差分GPS測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)等）的配置，保證每一組航向解算歷元的時(shí)間統(tǒng)一。然后根據(jù)試驗(yàn)艦上和配合船上 GPS定位點(diǎn)解算出影像跟蹤儀和綜合測(cè)量靶標(biāo)的精確定位數(shù)據(jù)從而解算出大地方位角，最后才能解算出各采樣時(shí)刻點(diǎn)的外測(cè)航向。數(shù)據(jù)后處理軟件還要完成外測(cè)定位數(shù)據(jù)、測(cè)速數(shù)據(jù)及外測(cè)航向數(shù)據(jù)的預(yù)處理，判斷并剔除粗大誤差，最后還要與導(dǎo)航系統(tǒng)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配、比對(duì)。

2 評(píng)估方法

2.1 航向測(cè)量方案

利用外測(cè)系統(tǒng)中差分 GPS測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位測(cè)量作為外測(cè)航向的解算因子，定位精度直接影響到外測(cè)航向的精度，因此需要對(duì)GPS定位數(shù)據(jù)采取動(dòng)態(tài)差分以滿(mǎn)足航向解算需要的精度要求。精度試驗(yàn)過(guò)程中差分信號(hào)有可能會(huì)受到干擾，為保證外測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性，試驗(yàn)中對(duì)試驗(yàn)艦和配合船上的GPS接收機(jī)的原始觀(guān)測(cè)量進(jìn)行記錄，對(duì)它們進(jìn)行后處理可以得到高精度的相對(duì)差分定位數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足外測(cè)航向解算要求。

外測(cè)系統(tǒng)航向數(shù)據(jù)是綜合光學(xué)測(cè)量及 GPS定位測(cè)量等相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)聯(lián)合解算得到的，其測(cè)量原理如圖2所示。試驗(yàn)過(guò)程中甲板經(jīng)緯儀（影像跟蹤儀）實(shí)時(shí)跟蹤配合船上的綜合測(cè)量靶標(biāo)，t時(shí)刻點(diǎn)甲板經(jīng)緯儀與靶標(biāo)連線(xiàn)的大地方位角為K2，甲板經(jīng)緯儀跟蹤靶標(biāo)的目標(biāo)舷角轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)系中的角度為K1，設(shè)t時(shí)刻艦的外測(cè)航向?yàn)镵，則有：

圖2 艦船精度試驗(yàn)測(cè)量原理Fig.2 Ship precision test measuring principle

式中：K為t時(shí)刻艦的外測(cè)航向，K1為甲板經(jīng)緯儀跟蹤靶標(biāo)的目標(biāo)舷角轉(zhuǎn)換到大地坐標(biāo)系中的角度；K2為t時(shí)刻點(diǎn)甲板經(jīng)緯儀與靶標(biāo)連線(xiàn)的大地方位角。

可見(jiàn)，進(jìn)行航向外測(cè)時(shí)，需要：1）甲板經(jīng)緯儀需在艦的甲板坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確安裝；2）甲板經(jīng)緯儀和綜合測(cè)量靶標(biāo)需進(jìn)行精確定位。

2.2 甲板經(jīng)緯儀的安裝對(duì)準(zhǔn)

精度試驗(yàn)中甲板經(jīng)緯儀必須工作于艦統(tǒng)一甲板坐標(biāo)系內(nèi)，即方位回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)垂直于甲板坐標(biāo)系水平基準(zhǔn)面（即水平對(duì)準(zhǔn)），零方位角時(shí)視軸線(xiàn)在水平基準(zhǔn)面內(nèi)與艦艏艉基準(zhǔn)線(xiàn)平行（即方位對(duì)準(zhǔn)）。利用影像跟蹤儀的高精度的目標(biāo)定位特性，通過(guò)兩次坐標(biāo)測(cè)量與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)方位對(duì)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)方案。該方案是基于影像跟蹤儀高精度的形位測(cè)量特性進(jìn)行的。

在舷間架設(shè)四個(gè)靶標(biāo)，建立過(guò)渡基準(zhǔn)坐標(biāo)系，影像跟蹤儀在導(dǎo)航室內(nèi)在甲板坐標(biāo)系中對(duì)準(zhǔn)后對(duì)四個(gè)靶標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，可以得到過(guò)渡基準(zhǔn)坐標(biāo)系相對(duì)甲板坐標(biāo)系的失調(diào)角(α1,β1,γ1)。

在甲板上架設(shè)影像跟蹤儀，影像跟蹤儀對(duì)舷間四個(gè)靶標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，可以得到影像跟蹤儀坐標(biāo)系相對(duì)過(guò)渡基準(zhǔn)坐標(biāo)系的失調(diào)角(α2,β2,γ2)。既而可以得到影像跟蹤儀坐標(biāo)系與甲板坐標(biāo)系的失調(diào)角為：

通過(guò)式(2)的修正計(jì)算，影像跟蹤儀就能實(shí)現(xiàn)在甲板坐標(biāo)系中對(duì)準(zhǔn)。

這種方法中甲板經(jīng)緯儀的安裝不需要與甲板坐標(biāo)系進(jìn)行傳統(tǒng)的光學(xué)傳遞對(duì)準(zhǔn)，只需在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中進(jìn)行數(shù)學(xué)甲板坐標(biāo)系上的“軟對(duì)準(zhǔn)”，這一方法大大減輕了現(xiàn)場(chǎng)工作量。

2.3 靶標(biāo)水平舷角K1的解算

甲板經(jīng)緯儀跟蹤測(cè)量靶標(biāo)所測(cè)得的數(shù)據(jù)是在甲板坐標(biāo)系內(nèi)的甲板高度角eg和甲板舷角qg。而外測(cè)航向解算時(shí)要求解算數(shù)據(jù)都在大地水平坐標(biāo)系中，因此必須對(duì)甲板坐標(biāo)系下測(cè)量的甲高度角eg和甲板舷角qg進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，以得到靶標(biāo)的水平高度角和水平舷角K1。

2.4 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

艦甲板坐標(biāo)系如圖3所示，以艦的質(zhì)心為原點(diǎn)，Xg指向艦艏，Yg軸在肋骨面內(nèi)指向右舷，Zg軸按左手法則。只有當(dāng)XgYg平面平行于當(dāng)?shù)厮矫鏁r(shí)，甲板坐標(biāo)系才代表當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系。外測(cè)系統(tǒng)的甲板經(jīng)緯儀試驗(yàn)前已經(jīng)與艦甲板坐標(biāo)系安裝對(duì)準(zhǔn)，即甲板經(jīng)緯儀豎軸平行于Zg，零方位角時(shí)橫軸平行于Xg。由于艦的姿態(tài)變化，甲板坐標(biāo)系與當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系存在轉(zhuǎn)換關(guān)系。如圖4所示，設(shè)定艦體先產(chǎn)生橫搖即首先繞Xp軸轉(zhuǎn)R角，再產(chǎn)生縱搖即繞Yp軸轉(zhuǎn)P角，且橫搖時(shí)左高為正，縱搖時(shí)艏高為正，則有：

式中：B為傾斜矩陣。

圖3 甲板坐標(biāo)系Fig.3 Deck coordinate system

圖4 艦甲板坐標(biāo)系與大地水平坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換Fig.4 Coordinate transformation

2.5 目標(biāo)舷角的水平投影K1的解算

根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式即可解算出靶標(biāo)的水平舷角投影為

計(jì)算艇真航向時(shí)需測(cè)得靶標(biāo)P的水平舷角，但處于航行狀態(tài)的潛艇是在不斷運(yùn)動(dòng)的，甲板經(jīng)緯儀T對(duì)配合船靶標(biāo)P的測(cè)量線(xiàn)并不在當(dāng)?shù)厮矫鎯?nèi)，甲板經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)測(cè)得的是甲板舷角。從甲板舷角到水平舷角還一個(gè)變換過(guò)程。

甲板經(jīng)緯儀對(duì)靶標(biāo)P的甲板舷角：甲板高低角eg和甲板舷角qg，根據(jù)式(6)可計(jì)算甲板經(jīng)緯儀對(duì)靶標(biāo)水平舷角K1的值，

式中：P為縱搖角，R為橫搖角。

2.6 大地方位角K2的解算

由式(1)可知，外測(cè)航向解算中需要解算出甲板經(jīng)緯儀對(duì)測(cè)量靶標(biāo)的大地方位角K2，根據(jù)t時(shí)刻點(diǎn)甲板經(jīng)緯儀和綜合測(cè)量靶標(biāo)跟蹤燈的精確定位(B1,L1,H1)和(B2,L2,H2)，根據(jù)高斯平均引數(shù)大地主題反算公式即可求出大地方位角：

式中：a為橢球長(zhǎng)半軸，f為橢球扁率的倒數(shù)。

3 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)實(shí)船驗(yàn)證，本動(dòng)態(tài)評(píng)估方法實(shí)測(cè)結(jié)果優(yōu)于20〞，滿(mǎn)足性能指標(biāo)的要求。本方法的提出為慣導(dǎo)系統(tǒng)航向的動(dòng)態(tài)評(píng)估提供了精度可靠、切實(shí)可行的方法，從而有效提高了慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)信息的動(dòng)態(tài)評(píng)估的效率。

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Dynamic evaluation method of INS course measurement precision

FU Zhong-ze1,XU Kai1,GUAN Jin1,TAO Guan-shi1,GAO Xin2,SUN Yang1
(1.Tianjin Navigation Instruments Research Institute,Tianjin 300131,China;2.Naval University of engineering,Wuhan 430033,China)

With the development of shipboard weapon system,the INS attitude measurement accuracy is required to be higher and higher.Thus the evaluation and verification of INS course precision become one of the key problems in inertial measurement technology,especially under dynamic conditions.In this paper,a dynamic evaluation method of INS course accuracy is put forward.The method consists of differential GPS measurement system,deck theodolite,and comprehensive target measurement devices such as external measurement system.THE evaluation of INS course accuracy is achieved by the comparison of external positioning data,speed,heading data with INS-related data.Test results show that the course dynamic evaluation accuracy is about 20〞,meeting the performance requirements.The method effectively improves the dynamic assessment efficiency of the INS attitude information.

INS dynamic evaluation;differential GPS measurement system;deck theodolite;comprehensive target measurement devices

U666.1

A

1005-6734(2014)03-0416-05

10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2014.03.026

2014-01-14；

2014-04-25

海軍武器裝備預(yù)研項(xiàng)目（08330/1080）

傅中澤（1967—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向慣性導(dǎo)航技術(shù)。E-mail：xk_707@sina.com