[發明專利]一種基于速度加姿態匹配的傳遞對準時間延遲估計與補償方法有效
| 申請號: | 201510457943.1 | 申請日: | 2015-07-30 |
| 公開(公告)號: | CN105157724B | 公開(公告)日: | 2017-12-26 |
| 發明(設計)人: | 蘆佳振;謝莉莉;楊艷強 | 申請(專利權)人: | 北京航空航天大學 |
| 主分類號: | G01C25/00 | 分類號: | G01C25/00 |
| 代理公司: | 北京慧泉知識產權代理有限公司11232 | 代理人: | 王順榮,唐愛華 |
| 地址: | 100191*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 速度 姿態 匹配 傳遞 對準 時間 延遲 估計 補償 方法 | ||
1.一種基于速度加姿態匹配的傳遞對準時間延遲估計與補償方法,其特征在于:該方法具體步驟如下:
步驟一:利用已經對準好的主慣導系統信息,完成子慣導系統的粗對準及導航信息的初始化;
步驟二:主、子慣導系統分別進行導航解算,主慣導的速度、姿態信息傳輸到子慣導的導航計算機;
步驟三:在子慣導的導航計算機中,基于常用的速度/姿態匹配模式推導濾波器觀測模型,建立含時間延遲的觀測方程,進行標準離散卡爾曼濾迭代解算;取游動自由方位系為子慣導的導航坐標系,所采用子慣導誤差模型為:
其中δvx、δvy、δvz為速度誤差,ρx、ρy、ρz為載體運動角速率矢量分量,Ωx、Ωy、Ωz為地球自轉角速率矢量分量,ω表示ρ+Ω;▽x、▽y、▽z為加速度計偏置,f為導航坐標系下載體感受的比力矢量;ψx、ψy、ψz為姿態誤差,εx、εy、εz為陀螺漂移;ηx、ηy、ηz為主慣導相對子慣導的安裝角誤差在主慣導坐標系下的投影分量,τηx、τηy、τηz分別為三軸向相對安裝角誤差的相關時間;κ為主慣導相對子慣導的延遲時間誤差,τκ為延遲時間誤差的相關時間;
子慣導器件誤差模型:
陀螺的誤差模型為
Bx、By、Bz為陀螺的零位誤差項;Sgx、Sgy、Sgz為陀螺的標度誤差項,Cij(i,j=1,2,3)為系統子慣導捷聯矩陣中的第i行j列元素;
加速度計的誤差模型為
其中Ax、Ay、Az為加速度計的零位誤差項;Sax、Say、Saz為加速度計的標度誤差項;
所選系統狀態變量為:
X(t)=[δvx δvy δvz ψx ψy ψz ηx ηy ηz κ Bx By Bz Sgx Sgy Sgz Ax Ay Az Sax Say Saz]T
對應的系統狀態方程為:
其中
wax,way,waz為加速度計零偏隨機白噪聲,wεx,wεy,wεz為陀螺儀漂移隨機白噪聲;
式中
系統觀測量:
Z=[δvx δvy δvz M23 -M13 M12]T
其中子慣導t時刻速度為此時主慣導速度采樣有時間延遲κ,速度為主、子慣導速度之差
子慣導t時刻捷聯矩陣為導航坐標系相對于慣導本體坐標系的角速率在導航坐標系下的投影為此時主慣導姿態采樣有時間延遲κ,捷聯矩陣為取二者之乘積
式中
觀測方程為
Z=HX+V
其中
時間延遲量測值計算方法
考慮到閉環卡爾曼濾波能減少模型線性化誤差的影響、準確估計系統狀態變量,將上述時間延遲量測值計算過程進行改進,設子慣導t時刻時間延遲估計值為相對安裝角誤差估計值為
1)速度量測值
2)姿態量測值
步驟四:濾波結束后,得到時間延遲的估計值及經過補償過后的其他狀態量的估計值。
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