[發明專利]非完全自由度慣性平臺關鍵參數多位置最優估計檢測方法有效
| 申請號： | 201110439148.1 | 申請日： | 2011-12-23 |
| 公開（公告）號： | CN102721424A | 公開（公告）日： | 2012-10-10 |
| 發明（設計）人： | 王博;付夢印;鄧志紅;汪順亭;徐曉東 | 申請（專利權）人： | 北京理工大學 |
| 主分類號： | G01C25/00 | 分類號： | G01C25/00 |
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| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 完全 自由度 慣性 平臺 關鍵 參數 位置 最優 估計 檢測 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種實現非完全自由度慣性平臺的在線自檢測方法，適用于各類非完全和完全自由度的慣性平臺系統自檢測，屬于參數在線自主檢測領域。?
背景技術
非完全自由度慣性平臺系統廣泛應用于導彈、飛機、航天器上，是完成既定目標的重要保障。慣性平臺系統作為飛行器導航與制導的“心臟”，提高慣性平臺系統的測量精度，能夠直接有效地提高飛行器的作戰效能。?
對非完全自由度慣性平臺系統的一些如陀螺的各種零漂、加速度計零偏等關鍵參數進行檢測并對誤差適當補償是提高慣性系統使用精度非常有效的手段，通過研究非完全自由度慣性平臺系統高精度檢測方法，能夠更有效補償慣性平臺系統誤差漂移和提高慣性平臺系統使用精度。?
目前已有的檢測方法：從載體中將非完全自由度慣性平臺系統拆下，放在高精度的平臺檢測系統中進行關鍵參數的檢測。這種方法雖然能夠得到高精度的檢測結果，但在實際應用中，考慮到載體的結構和安裝空間等方面的因素，非完全自由度慣性平臺系統的安裝往往十分的復雜，因此該平臺系統的拆裝是十分不方便的。因此，這種方法不利于實際操作。?
發明內容
本發明的目的是為了克服已有技術存在的不足，提供一種在線自主檢測的方法。本方案的基本原理是：在不借助外加其他設備和不拆下平臺系統的前提下，利用平臺處于不同姿態時加速度計和陀螺的輸出并結合加速度計和陀螺的輸出模型，運用擴展卡爾曼濾波法對平臺的關鍵參數進行實時自檢測。?
本發明的目的是通過下述技術方案實現的。?
一種非完全自由度慣性平臺關鍵參數多位置最優估計檢測方法，包?括如下步驟：?
步驟一、將東北天地理坐標系中的重力加速度和地球自轉角速度轉換到平臺坐標系中。?
地速在地理坐標系中表示為?
地速在平臺坐標系中表示為?
其中，n表示地理坐標系，p表示平臺坐標系。α，β，γ分別為平臺繞X，Y，Z軸的轉角，M1(α)，M2(β)，M3(γ)為平臺繞X，Y，Z軸轉動的轉移矩陣。?
地球自轉角速度ωe在地理坐標系中表示為?
其中，ωex＝0，?為地理緯度。?
步驟二、在完成坐標系轉換后，根據誤差角的動態方程、陀螺漂移誤差模型建立非完全自由度慣性平臺的Kalman濾波狀態方程；取加速度計及角度傳感器輸出作為觀測量并結合加速度計線性輸出模型，推導Kalman濾波的觀測方程。?
誤差角動態方程如下所示?
其中，φx，φy，φz分別為平臺繞X軸，Y軸和Z軸的誤差角。εx，εy，εz分別表示X陀螺，Y陀螺和Z陀螺的漂移。其具體形式如下?
X陀螺儀漂移誤差模型為?
Y陀螺儀漂移誤差模型為?
Z陀螺儀漂移誤差模型為?
上三式中，εgx，εgy，εgz分別為X陀螺，Y陀螺和Z陀螺的隨機漂移。kg0i為陀螺儀零漂，kg11i為對應的陀螺儀輸入軸一次項系數，kg12i為對應的陀螺儀自轉軸一次項系數，kg13i為對應的陀螺儀輸出軸一次項系數(i表示x或y或z)。?
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