[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于貝葉斯遞推濾波的重力輔助捷聯(lián)慣性導(dǎo)航方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410083235.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103900567B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奔粵陽(yáng);楊曉龍;阮雙雙;夏健鐘;李敬春;趙維珩;劉適;李明宇;尹冬寒;楊祥龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/16
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系導(dǎo)航方法，具體涉及一種新的重力輔助捷聯(lián)慣性導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)

慣性導(dǎo)航是利用慣性敏感器、基準(zhǔn)方向及最初位置來(lái)確定載體的姿態(tài)、位置和速度的自主式推算導(dǎo)航方法。它不受環(huán)境、載體機(jī)動(dòng)和無(wú)線(xiàn)電干擾的影響，能連續(xù)提供全部導(dǎo)航參數(shù)，在短時(shí)間內(nèi)具有較高的相對(duì)精度，是最主要的自主導(dǎo)航手段。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的致命缺陷在于陀螺隨時(shí)間不斷漂移，導(dǎo)航定位誤差隨航行時(shí)間持續(xù)積累，必須采用GPS等其他定位手段定期予以重調(diào)校準(zhǔn)。然而利用GPS等其他傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行修正時(shí)，會(huì)破壞捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的隱蔽性，而且GPS等無(wú)線(xiàn)電定位方法容易被干擾，甚至被敵方利用技術(shù)手段欺騙，使得其無(wú)法正常使用，因此必須利用其它被動(dòng)方式的導(dǎo)航方法對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行修正。

地球重力場(chǎng)的變化是地球固有的物理信息,利用這種變化信息,可以修正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的位置誤差或限制其增長(zhǎng)。重力輔助導(dǎo)航具有精度高,不受時(shí)間限制,對(duì)外無(wú)輻射的特性,可以不破壞捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的隱蔽性的條件下對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行修正，以提高捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高系統(tǒng)定位精度的基于貝葉斯遞推濾波的重力輔助捷聯(lián)慣性導(dǎo)航方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

步驟一：?jiǎn)?dòng)船上的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航設(shè)備以及重力儀等設(shè)備，對(duì)導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行冷啟動(dòng)。

步驟二：選取狀態(tài)變量為其中δλ為東向位置誤差,為北向位置誤差，建立貝葉斯遞推濾波狀態(tài)方程為x_k+1=Φ_k+1,kx_k+w_k，式中，x_k+1和x_k是狀態(tài)變量在k+1和k時(shí)刻的濾波最優(yōu)估計(jì)值；狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Φ_k+1,k是將連續(xù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣離散化得到的離散狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，式中V_e為船東向速度，為船所在緯度,R為地球半徑；選取重力異常值為觀(guān)測(cè)量建立觀(guān)測(cè)方程：式中y_k+1為k+1時(shí)刻的實(shí)時(shí)測(cè)量的重力異常值，為根據(jù)重力異常值數(shù)據(jù)圖得到的處的重力異常值，為k+1時(shí)刻捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算的位置信息，v_k+1為測(cè)量噪聲。

步驟三：給貝葉斯遞推濾波器賦初值，k=0，假定位置誤差滿(mǎn)足：-σ<δλ<σ，σ_λ為捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算的經(jīng)度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差，為捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算的緯度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差）則捷聯(lián)慣性導(dǎo)航結(jié)算安的位置誤差落在一個(gè)邊長(zhǎng)為2σ的正方形區(qū)域S中，把S離散化為N=(2σ/δ)²個(gè)邊長(zhǎng)為δ的小正方形區(qū)域e(n)，且假定誤差落在每個(gè)小正方形區(qū)域的概率相等，則有P(e_k(n))=1/N,n=1,2,…N，P(e_k(n))為k時(shí)刻誤差落在第n(n=1,2,…N)個(gè)區(qū)域的概率密度。

步驟四：進(jìn)行k+1時(shí)刻采樣，采樣當(dāng)前時(shí)刻捷聯(lián)慣性導(dǎo)航解算的位置信息以及重力儀輸出的重力異常值y_k+1。

步驟五：根據(jù)式n=1,2,…N，測(cè)量v_k(n),n=1,2,…N。