[發明專利]一種基于GPS的飛行中慣性初始基準偏差估計方法

有效

• 申請號: 201611048571.8
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106595705B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 周姜濱;張華明;周峰;林平;鄭春勝;禹春竹;楊廣慧;李碩;包一鳴
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/16
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 范曉毅

1.一種基于GPS的飛行中慣性初始基準偏差估計方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)、在時刻k，計算狀態向量預測值為時刻k-1的狀態向量估計值，所述狀態向量估計值的初始值設定為零向量；其中，在卡爾曼濾波中，定義狀態向量X＝[φ_x0 φ_y0 φ_z0 δX₀ δY₀ δZ₀ δV_x0 δV_y0 δV_z0]^T；φ_x0、φ_y0、φ_z0分別為導彈在慣性坐標系下的X向初始姿態失準角、Y向初始姿態失準角、Z向初始姿態失準角；δX₀、δY₀、δZ₀分別為導彈在慣性坐標系下的X向初始位置誤差、Y向初始位置誤差、Z向初始位置誤差；δV_x0、δV_y0、δV_z0分別為導彈在慣性坐標系下的X向初始速度誤差、Y向初始速度誤差、Z向初始速度誤差；

(2)、在時刻k，預測協方差矩陣P_k|k-1＝P_k-1；P_k-1為時刻k-1的估計協方差矩陣，所述估計協方差矩陣的初始值為P₀，P₀為設定的9×9維矩陣；

(3)、在時刻k，計算增益矩陣K_k＝P_k|k-1H^T(HP_k|k-1H^T+R)^-1；其中，H為設定的觀測矩陣，R為設定的噪聲方差矩陣；其中，觀測矩陣H和噪聲方差矩陣R分別設定為：

其中：S_x、S_y、S_z分別為慣導系統提供的慣性系X向、Y向、Z向視位置；W_x、W_y、W_z分別為慣導系統提供的慣性系X向、Y向、Z向視速度；分別為設定慣性系下X向、Y向、Z向位置觀測噪聲方差；分別為設定的慣性系下X向、Y向、Z向速度觀測噪聲方差；

(4)、計算時刻k的狀態向量估計值其中，Z_k為外部提供的時刻k的觀測向量；在卡爾曼濾波中，定義觀測向量Z＝[δX δY δZ δV_x δV_y δV_z]^T；δX、δY、δZ分別為慣導系統與GPS系統測量的X向位置之差、Y向位置之差、Z向位置之差；δV_x、δV_y、δV_z分別為慣導系統與GPS系統測量的X向速度之差、Y向速度之差、Z向速度之差；

(5)、計算時刻k估計協方差矩陣P_k＝(I-K_kH)P_k|k-1，I為單位矩陣；

(6)、在設定的初值基準偏差估計周期內，重復步驟(1)～(5)，通過卡爾曼濾波計算得到初始位置誤差、初始速度誤差和初始姿態失準角。