包建华，乔 曦，李道亮



双矢量定姿算法提高海参捕捞装置捷联惯导系统粗对准精度

包建华1,2,3，乔 曦1,3，李道亮1,3※

（1. 中国农业大学信息与电气工程学院，北京 100083；2. 江苏师范大学电气工程及自动化学院，徐州 221116；3. 北京农业物联网工程技术研究中心，北京 100083）

针对传统解析粗对准算法中水平对准精度同时受陀螺仪和加速度计测量误差影响的问题，提出一种双矢量定姿粗对准算法，该算法在选定重力矢量为主参考矢量的前提下，预先对参与姿态解算的矢量作单位正交化处理。理论分析表明，所述算法使得水平对准精度只受加速度计水平测量误差影响，提高了捷联惯导系统粗对准精度；实测数据的试验结果表明，所述粗对准算法的水平误差角的大小不超过1°，方位误差角的大小不超过3°，在粗对准所要求的误差范围之内，为后续利用滤波方法进行精对准提供了有效的初始条件。

渔业；导航；算法；捷联惯导；粗对准；双矢量定姿；静基座；海参捕捞

0 引 言

用信息技术提升农业机械化水平是建设现代农业的战略选择，为加强农机装备的信息技术创新，需要突破智能农业装备数字化设计、自动导航协调控制等关键技术[1]。农业机械自动导航是精准农业的重要技术支撑，已广泛应用于现代农业生产各过程[2-5]。中国是海参生产和消费大国，目前，海参捕捞方式主要是拖网和人工捕捞，对潜水员的生命健康和海洋生态都有潜在危害[6]。为减轻潜水员的劳动强度，人们已开发了一些机械式捕捞装置来代替人工进行海参捕捞[7-9]，但自动化程度低，作业效率不高。……