[發明專利]基于非線性預測濾波與求容積卡爾曼濾波相結合的動基座初始對準方法

無效

• 申請號: 201210104322.1
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102654406A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 郝燕玲;楊峻巍;高偉;奔粵陽;徐博;王根;陳亮;郝金會;劉彬;劉亞龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/16;G01C21/20
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1.基于非線性預測濾波與求容積卡爾曼濾波相結合的動基座初始對準方法，其特征是：

(1)在系泊狀態下，采集陀螺儀及加速度的輸出數據；

(2)采用解析法完成捷聯慣導系統的粗對準，初步確定載體的姿態矩陣；

(3)建立大方位失準角條件下捷聯慣導系統初始對準的非線性誤差模型；

(4)建立非線性預測濾波與求容積卡爾曼濾波相結合的非線性濾波器；

(5)載體先做勻加速直線運動，然后做勻速直線運動；

(6)進行捷聯解算，同時測量載體的運動速度；

(7)取捷聯解算的速度與測量的載體的運動速度作為量測量，利用步驟(4)建立的非線性濾波器對三個平臺誤差角進行估計；

(8)利用估計出的平臺誤差角對此時的姿態矩陣進行修正，從而完成初始對準。

2.根據權利要求1所述的基于非線性預測濾波與求容積卡爾曼濾波相結合的動基座初始對準方法，其特征是：所述的建立大方位失準角條件下捷聯慣導系統初始對準的非線性誤差模型的步驟為：

(1)建立捷聯慣導系統初始對準非線性誤差方程

使用一階非線性隨機微分方程來描述捷聯慣導系統非線性誤差方程如下：

式中，x(t)為t時刻系統的狀態變量，f(x(t)，t)為模型向量，G_d(x(t)，t)為模型誤差擾動矩陣，d(t)為系統模型誤差向量，w(t)為系統的噪聲向量；

系統的狀態向量為：

x＝[δv_x?δv_y?φ_x?φ_y?φ_z]^T

系統模型誤差向量為：

d(t)=▿x▿yϵxϵyϵzT]]>

系統的白噪聲向量為：

w(t)=w▿xw▿ywϵxwϵywϵzT]]>

其中，δv_x?δv_y分別為系統東向和北向的速度誤差，φ_x?φ_y?φ_z分別為系統東向、北向、天向的姿態誤差，分別為x、y軸加速度計的零偏，ε_x?ε_yε_z分別為x、y、z軸陀螺儀的常值漂移，分別為x、y軸加速度計的白噪聲誤差，分別為x、y、z軸陀螺儀的白噪聲誤差；

模型向量為：

f(x(t)，t)＝A(t)·x+p(x，t)

式中A(t)_5×5為系統線性部分的系數矩陣；p(x，t)為非線性部分，A(t)_5×5中的非零項元素為：

其中fxfyfz=Cbn′f^b;]]>

其中w_ie為地球自轉角速度，為載體的緯度，R為地球半徑，v_x為載體的東向速度，v_y為載體的北向速度，為計算的捷聯矩陣，為加速度計的輸出；

模型誤差擾動矩陣：

Gd(x(t),t)=Cb2×2n02×303×2-Cbn′5×5,]]>

其中Cb2×2n=Cbn(1,1)Cbn(1,2)Cbn(2,1)Cbn(2,2);]]>

(2)建立量測方程：

取捷聯慣導系統解算的速度與量測的載體的速度之差作為量測量，則使用一階線性微分方程來描述捷聯慣導系統的量測方程如下：

y(t)＝h(t)x(t)+v(t)

式中y(t)表示t時刻的量測向量，h(t)表示系統的量測矩陣，v(t)為系統的量測噪聲；

系統量測矩陣為：

h(t)＝[I_2×2?0_2×3]。