[發(fā)明專利]MEMS捷聯(lián)慣導自適應SCKF濾波的初始對準方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310528761.X
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103557864A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 周廣濤;孫艷濤;趙博;郝勤順;姜鑫;袁華潤;張?zhí)煊?/a>;李佳璇;于春陽;張雷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發(fā)明涉及一種MEMS捷聯(lián)慣導系統(tǒng)方法，尤其涉及一種MEMS捷聯(lián)慣導自適應SCKF濾波的初始對準方法。

背景技術

微機械電子(MEMS)技術，在近幾年隨著器件結構、加工工藝、讀出電路和接口電路、集成及封裝等技術的快速進步，而逐漸完善成熟。基于MEMS技術的慣性測量單元(IMUs)集成了微機械加速度計和微機械陀螺，因而，MEMS具有體積小、集成化、成本低、功耗低、可靠性高等特點。MEMS的突出特點使其在眾多的民用和軍用領域具有廣闊的應用前景。

初始對準是捷聯(lián)慣導系統(tǒng)中的關鍵技術之一，其對準時間和精度直接影響慣導系統(tǒng)的工作性能。而初始對準通常分為粗對準和精對準兩個階段。由于MEMS陀螺儀的精度不高，地球自轉角速率會被陀螺噪聲所淹沒，不能正確敏感地球角速率。所以初始航向由集成的MEMS磁強計的測量值經過計算得到。但是在惡劣的工作環(huán)境下磁強計會受到干擾，在精對準開始時就存在兩個較小的水平誤差角，和一個較大的航向誤差角。因此基于MEMS捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的初始對準是大失準角初始對準，這導致傳統(tǒng)的卡爾曼濾波失去作用,因此在這種情況下應采用非線性濾波。

傳統(tǒng)的非線性濾波EKF在處理非線性較強的系統(tǒng)時，由于高階項截斷誤差，會導致濾波數(shù)值不穩(wěn)定性且有可能發(fā)散。而最近提出的基于三階spherical-radialcubature準則的cubaturekalman?filter則克服了EKF缺點。CKF類似于UKF都避免了對非線性模型的線性化處理，不依賴于具體系統(tǒng)模型的非線性方程，算法相對獨立，適用于任何形式的非線性模型。而平方根CKF通過傳播狀態(tài)的方差平方根，確保了方差矩陣的對稱性和正定性，一定程度上緩解了濾波過程中舍入誤差導致的濾波發(fā)散和數(shù)值精度降低的問題，具有比CKF更好的濾波性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種MEMS捷聯(lián)慣導自適應SCKF濾波的初始對準方法。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的，包括以下步驟：

（1）利用GPS確定載體的初始精度、緯度參數(shù)；

（2）采集MEMS加速度計和磁強計輸出的數(shù)據(jù)；

（3）采用解析法來進行系統(tǒng)的粗對準，粗略的得到載體坐標系到計算地理坐標系的姿態(tài)矩陣

Cbc(0)=cosβ0cosγ0-sinβ0sinα0sinγ0-cosα0sinγ0sinβ0cosγ0+cosβ0sinα0sinγ0cosβ0sinγ0+sinβ0sinα0cosγ0cosα0cosγ0sinβ0sinγ0-cosβ0sinα0cosγ0-sinβ0cosα0sinα0cosβ0cosα0]]>