[發明專利]一種GNSS和MIMU組合導航中微陀螺g敏感性誤差補償方法

有效

• 申請號: 201410158231.5
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103954298B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 胡小平;何曉峰;范晨;羅兵;唐康華;江明明;王安成;李濤;練軍想;張禮廉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到組合導航技術領域，特指一種適用于高動態條件下GNSS/MIMU組合導航中微陀螺的g敏感性誤差誤差補償方法。

背景技術

微慣性測量單元（MIMU）與衛星接收機構成的組合導航系統具有體積小、成本低等優勢，應用潛力巨大，成為當前導航領域的一個研究熱點。MIMU一般精度較差，尤其是其中的微機械陀螺，多數還處于角速率級的水平。當前多數微機械陀螺都屬于哥氏振動陀螺，振動或線加速運動對其性能影響很大。g敏感性（g-sensitivity）誤差系數是微陀螺重要的性能參數之一，它表征了載體線加速運動所引起的微陀螺性能惡化程度。

目前，市場上微機械陀螺的g誤差系數標定的典型值為0.1°/s/g左右，例如美國Melexis公司的MLX90609和Silicon?Sensing公司的CRG20-01，這意味著1g加速度的變化將引起360°/h的零偏變化，在更高動態的應用場合中，微機械陀螺的性能會變得很差甚至不可用。因此高動態下微陀螺g敏感性誤差對MIMU/GNSS組合導航性能的影響，是一個值得關注的問題。

總而言之，目前的MEMS精度較低，動態性能較差，難以適應高動態條件下的導航需求，尤其是其表現出顯著地g敏感性誤差，極大地制約了MEMS的應用，因此需要對高動態條件下微陀螺g敏感性誤差分析與補償技術進行研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、操作簡便、適用范圍廣的GNSS和MIMU組合導航中微陀螺g敏感性誤差補償方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種GNSS和MIMU組合導航中微陀螺g敏感性誤差補償方法，其步驟為：

（1）建立微陀螺的g敏感性誤差方程：

G_o=G_gf^b

式中，G_o表示微陀螺的g敏感性誤差，G_g表示g敏感性誤差的系數矩陣，f^b表示加速度計測得的比力信息；

（2）建立含g敏感性誤差的GNSS/MIMU組合導航系統方程；

（3）采用非線性全局可觀性分析方法，對含g敏感性誤差的GNSS/MIMU組合導航系統進行全局可觀性分析，設計該組合系統全局可觀的運動路徑；

（4）依據步驟（1）中得到的微陀螺的g敏感性誤差方程，構建相應的卡爾曼濾波器，并按照步驟（3）得到的運動路徑運動，實現微陀螺g敏感性誤差的補償。

作為本發明的進一步改進：在所述步驟（2）中，選取GNSS/MIMU組合系統的狀態為位置、速度、姿態、陀螺零偏、加速度計零偏和g敏感性誤差系數，則系統狀態方程為：

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