[發(fā)明專利]一種基于R-T-S平滑的POS系統(tǒng)雙捷聯解算后處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310289884.2
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103364817A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 房建成;馬艷海;李建利
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;成金玉

1.一種基于R-T-S平滑的POS系統(tǒng)雙捷聯解算后處理方法，其特征在于包括下列步驟：

（1）采集飛行試驗或車載試驗過程中POS系統(tǒng)輸出的慣性測量數據及GPS基站數據及GPS流動站數據；

（2）對步驟（1）中獲取的慣性測量數據進行溫度誤差補償，補償后的慣性數據包括三軸陀螺儀數據和三軸加速度計數據x,y,z軸的陀螺儀數據分別為x,y,z軸的加速度計數據分別為；對步驟（1）中獲取的GPS數據進行載波相位差分處理，處理后其位置包括緯度L_gps，經度λ_gps及高度H_gps，速度包括東向速度V_Egps，北向速度V_Ngps和天向速度V_Ugps；

（3）利用步驟（2）補償后的慣性數據及載波相位差分GPS數據進行捷聯解算及Kalman濾波，記錄每個GPS采樣點的捷聯解算輸出和Kalman濾波參數，捷聯解算輸出包括位置、速度、姿態(tài)，其中位置包括緯度L_i，經度λ_i及高度H_i，速度包括東向速度V_Ei，北向速度V_Ni，天向速度V_Ui,姿態(tài)包括航向角ψ_i，俯仰角θi，滾動角γi；Kalman濾波參數包括離散化狀態(tài)轉移矩陣預測協(xié)方差矩陣狀態(tài)預測值協(xié)方差矩陣狀態(tài)估計值其中，帶有下標kf的參數是由Kalman濾波計算估計得到的結果，帶有上標’-‘和’+’的參數分別為預測結果和估計結果，k和k-1分別表示第k和第k-1個GPS采樣點；

（4）從最后一個GPS采樣點開始，利用步驟（3）記錄的與其相鄰的前一GPS采樣點處的捷聯解算輸出及Kalman濾波參數，進行反向R-T-S平滑解算，得到其相鄰的前一GPS采樣點平滑后的誤差狀態(tài)估計和誤差狀態(tài)協(xié)方差矩陣P_s，利用平滑的誤差狀態(tài)估計對前一GPS采樣點處的捷聯解算結果進行修正，得到其平滑位置、速度、姿態(tài)，其中位置包括緯度L_s，經度λ_s及高度H_s，速度包括東向速度V_E,s，北向速度V_N,s，天向速度V_U,s，姿態(tài)包括航向角ψ_s，俯仰角θ_s，滾動角γ_s，其中帶有下標s的參數表示是經過平滑后的結果；依次向前迭代進行R-T-S平滑解算，直至計算至第一個GPS采樣點，得到每一個GPS采樣點的平滑結果。

（5）從第一個GPS采樣點開始，在相鄰兩個GPS采樣點的濾波區(qū)間內執(zhí)行雙捷聯解算，以左GPS采樣點的R-T-S平滑位置、速度、姿態(tài)作為正向捷聯解算的初始值，從左GPS采樣點至濾波區(qū)間中點執(zhí)行正向捷聯解算；以右GPS采樣點的R-T-S平滑位置、速度、姿態(tài)作為反向捷聯解算的初始值，從右GPS采樣點至濾波區(qū)間中點，按時間反向順序執(zhí)行反向捷聯解算，得到每相鄰兩個GPS采樣點構成的濾波區(qū)間的POS系統(tǒng)輸出，依次向后迭代計算至最后一個GPS采樣點。

2.根據權利要求1所述的一種基于R-T-S平滑的POS系統(tǒng)雙捷聯解算后處理方法，其特征在于：步驟（4）所述的反向R-T-S平滑算法步驟為：

A、取Kalman濾波最后GPS采樣點的濾波結果作為反向R-T-S平滑初始值；

B、從最后一個GPS采樣點反向遞推計算每一個GPS采樣點的R-T-S平滑值；

C、計算至第一個GPS采樣點平滑值后，用每個GPS采樣點的平滑狀態(tài)估計值對步驟（2）中相同時刻的捷聯解算結果進行誤差校正，得到每一個GPS采樣點處的POS平滑輸出。