[發明專利]一種基于無跡卡爾曼濾波的極區環境下艦船大方位失準角傳遞對準方法

在審

• 申請號: 201610265830.6
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105783943A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 程建華;王通達;范曉亮;陳岱岱;管冬雪;康瑛瑤;蔣國桉;董楠楠;于東偉;張為
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無跡卡爾曼濾波的極區環境下艦船大方位失準角傳遞對準方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一：完成子慣導系統的啟動、預熱準備，子慣導系統利用主慣導系統發送的導航參 數完成一次裝訂，所述的導航參數包括速度、姿態矩陣和位置信息；

步驟二：子慣導系統進行慣導解算，同步采集主、子慣導系統在格網系下輸出的速度和 姿態信息，得到速度和姿態誤差來構成量測量Z：

Z＝[δV^Gφ^G]^T

其中：δV^G是格網系下的速度誤差值；φ^G是格網系下的姿態失準角；

步驟三：在極區艦船存在大方位失準角的情況下，依據格網系下的導航力學編排，結合 格網導航誤差方程，采用“速度+姿態”的匹配方式，建立格網系下的系統狀態方程和量測方程；

狀態變量為：

系統狀態方程為：

δV·G=(Cs′G-CsG)fs-(2ωieG+ωeGG)×δVG-(2δωieG+δωeGG)×VG+Cs′G▿ss+Cs′G▿wsφ·G=(Cms′-Cms)ωGmm+ωf-CsGϵss-CsGϵws▿·ss=0ϵ·ss=0μ·=0]]>

其中，是速度誤差的導數，是姿態失準角的導數，是加速度常值漂移的導數， 是陀螺常值漂移的導數，是安裝失調角的導數，是子慣導的計算姿態矩陣，是子 慣導載體坐標系s到格網坐標系G間的轉換矩陣，是主慣導載體坐標系m到子慣導計算載 體坐標系s′的轉換矩陣，是主慣導載體坐標系m到子慣導載體坐標系s的轉換矩陣，f^s是 加速度計量測量，是格網系下的地球自轉速率，是格網系下的位置速率，δV^G是格網 系下的速度誤差，是格網系下地球自轉角速率的誤差，是格網系下位置速率誤差，V^G是格網系下的速度，為加速度常值偏移，為加速度計隨機偏移，為主慣導相對于 格網系的角速率在載體坐標系s下的投影，為陀螺儀常值漂移，為陀螺儀隨機漂移；

量測方程為：

Z·=HX+v]]>

其中，Z是量測量，H是量測矩陣，v是量測噪聲，其中H如下所示：

H=I2×202×202×202×202×203×3I3×303×303×3-Cs′G;]]>

步驟四：利用設計的格網坐標系下狀態方程、量測方程和構造的量測量，進行無跡卡爾 曼濾波解算，估算出子慣導系統的姿態失準角、速度的狀態估算值，完成傳遞對準。