[發(fā)明專(zhuān)利]基于量測(cè)失準(zhǔn)角的動(dòng)基座傳遞對(duì)準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410453907.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104236586B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳帥;董亮;鐘潤(rùn)伍;余威;常耀偉;王磊杰;金磊;丁翠玲;劉亞玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心32203
• 代理人: 朱顯國(guó),王培松

1.一種基于量測(cè)失準(zhǔn)角的動(dòng)基座傳遞對(duì)準(zhǔn)方法，應(yīng)用于由主慣導(dǎo)系統(tǒng)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)組成的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，前述主慣導(dǎo)系統(tǒng)和子慣導(dǎo)系統(tǒng)均為捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，該方法的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟：

步驟1、子慣導(dǎo)系統(tǒng)利用主慣導(dǎo)系統(tǒng)采用固定頻率發(fā)送的導(dǎo)航參數(shù)完成粗對(duì)準(zhǔn)，前述導(dǎo)航參數(shù)包括速度、姿態(tài)和位置信息；

步驟2、采用“量測(cè)失準(zhǔn)角+速度”匹配方式建立系統(tǒng)狀態(tài)方程、系統(tǒng)觀測(cè)方程；

步驟3、子慣導(dǎo)系統(tǒng)利用主慣導(dǎo)以固定頻率發(fā)送給子慣導(dǎo)系統(tǒng)的速度與姿態(tài)信息構(gòu)造觀測(cè)量；以及

步驟4、采用卡爾曼濾波進(jìn)行迭代解算，估算子慣導(dǎo)系統(tǒng)的姿態(tài)失準(zhǔn)角及速度、位置誤差的狀態(tài)估算值，并據(jù)此對(duì)子慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航信息進(jìn)行修正，完成傳遞對(duì)準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量測(cè)失準(zhǔn)角的動(dòng)基座傳遞對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，在前述步驟2中，采用“量測(cè)失準(zhǔn)角+速度”匹配方式建立系統(tǒng)狀態(tài)方程、系統(tǒng)觀測(cè)方程，具體如下：

步驟2-1、系統(tǒng)姿態(tài)誤差方程、速度誤差方程及慣性器件誤差方程建立如下：

δV·n=fn×φn-2(δωien+δωenn)×Vn-2(ωien+ωenn)×δVn+▿n]]>

φ·=-ωinn×φ-Cbnδωibb+δωinn]]>

ϵ·=0]]>

▿·=0]]>

λ·=0]]>

式中，φⁿ為子慣導(dǎo)系統(tǒng)的失準(zhǔn)角，為地球自傳角速率在導(dǎo)航坐標(biāo)下的投影，為導(dǎo)航系相對(duì)地球系的旋轉(zhuǎn)角速率，為子慣導(dǎo)的姿態(tài)矩陣，δV＝[δV_e?δV_n?δV_u]為子慣導(dǎo)系統(tǒng)的東、北、天方向的速度誤差，Vn=VenVnnVun]]>分別為主慣導(dǎo)系統(tǒng)的東、北、天方向的速度，w_ie為地球轉(zhuǎn)動(dòng)角速率，fn=fenfnnfun]]>是主慣導(dǎo)系統(tǒng)加速度計(jì)測(cè)量到的比力通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后得到的導(dǎo)航系下東、北、天三個(gè)方向上的比力分量，ε＝[ε_x?ε_y?ε_z]為子慣導(dǎo)陀螺在體坐標(biāo)系下的隨機(jī)常值漂移，▽?zhuān)絒▽_x?▽_y?▽_z]為子慣導(dǎo)加速度計(jì)在體坐標(biāo)系下的隨機(jī)常值偏置，λ＝[λ_x?λ_y?λ_z]為子慣導(dǎo)系統(tǒng)相對(duì)主慣導(dǎo)系統(tǒng)的安裝誤差角在體坐標(biāo)系下的分量；

分別表示對(duì)對(duì)應(yīng)參數(shù)的微分；

前述的系統(tǒng)狀態(tài)方程建立如下：

X·=FX+GW]]>

式中，X為系統(tǒng)狀態(tài)矢量，F(xiàn)為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，G為系統(tǒng)噪聲驅(qū)動(dòng)矩陣，W為系統(tǒng)噪聲矢量，且：

1)X為系統(tǒng)狀態(tài)矢量：

X＝[φ?δV?ε?▽?λ]_15×1

2)F為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣：

式中，矩陣塊F₁與F₂表達(dá)如下：

F1=0ωiesinL+VERN+htanL-(ωiecosL+VERN+h)-(ωiesinL+VERN+htanL)0-VNRM+hωiecosL+VERN+hVNRM+h00-fUfNfU0-fE-fNfE0]]>

F2=0-1RM+h01RN+h00tanLRN+h0002ωiesinL+VERN+htanL-(2ωiecosL+VERN+h)-(2ωiesinL+VERN+htanL)0VNRM+h2ωiecosL+VERN+hVNRM+h0]]>

其中，R_m為子午圈曲率半徑；R_n為卯酉圈曲率半徑；h為載體當(dāng)前的高度；L為載體當(dāng)前所處位置的緯度；

步驟2-2、系統(tǒng)觀測(cè)方程建立如下：

Z＝HX+V

式中，為觀測(cè)量，為量測(cè)失準(zhǔn)角在x、y、z軸上的分量；V是量測(cè)噪聲且為均值為零的高斯白噪聲，其協(xié)方差為E[VV^T]＝R，R為量測(cè)噪聲方差陣；H為系統(tǒng)的觀測(cè)矩陣：

H=-Cnm03×303×303×3I3×303×3I3×303×303×303×36×15]]>

其中：I為單位矩陣，為主慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)矩陣的轉(zhuǎn)置。