[發(fā)明專利]慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711346268.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN108106635A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙圓;董潔;于風(fēng)光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

1.一種慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、在慣導(dǎo)系統(tǒng)中，進(jìn)行慣導(dǎo)解算輸出姿態(tài)航向、速度和位置信息并更新；

步驟2、采用衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的位置信息作為參考信息，與慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合策略是依據(jù)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差傳播規(guī)律確定數(shù)學(xué)模型，并利用卡爾曼濾波器對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航信息的誤差狀態(tài)進(jìn)行在線估計(jì)和校準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：在步驟2后包括如下步驟：在慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)中進(jìn)行衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)故障診斷與隔離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟1采用三只陀螺儀和三只加速度構(gòu)成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行慣導(dǎo)解算，具體方法為：通過(guò)采集陀螺儀的輸出角速度數(shù)據(jù)并扣除地球自轉(zhuǎn)角速度以及牽連角速度，計(jì)算得到姿態(tài)角；加速度計(jì)測(cè)量的加速度通過(guò)方向余弦陣進(jìn)行坐標(biāo)變換到地理坐標(biāo)系的北向、東向、天向軸上，積分地理坐標(biāo)系上的加速度并扣除重力和有害加速度的影響得到地理坐標(biāo)系的北向、東向和天向速度；利用地理坐標(biāo)系的北向、東向速度，并考慮地球的曲率半徑計(jì)算得到經(jīng)度和緯度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟2的具體實(shí)現(xiàn)方法包括：

(1)卡爾曼濾波一步預(yù)測(cè)步驟：

(2)當(dāng)濾波時(shí)間到時(shí)進(jìn)行濾波更新步驟；

(3)當(dāng)系統(tǒng)計(jì)時(shí)器到達(dá)修正時(shí)刻，以修正后的姿態(tài)四元數(shù)、速度、位置為初始值進(jìn)入自主導(dǎo)航步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟(1)包括狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣的計(jì)算、輸入噪聲方差陣的計(jì)算和狀態(tài)預(yù)測(cè)與誤差方差預(yù)測(cè)的計(jì)算。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟(2)包括量測(cè)計(jì)算、濾波增益計(jì)算、狀態(tài)估計(jì)更新和誤差方差更新。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟(3)包括姿態(tài)四元數(shù)修正、速度修正和位置修正過(guò)程。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的長(zhǎng)航時(shí)抗干擾姿態(tài)航向校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)故障診斷與隔離的方法為：以慣性衛(wèi)導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波器作為診斷工具，采用一致性檢驗(yàn)χ2檢驗(yàn)法，通過(guò)隔離源自衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)故障的測(cè)量值，實(shí)現(xiàn)抗干擾的慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)航向校準(zhǔn)；卡爾曼濾波器的測(cè)量新息指示測(cè)量與狀態(tài)估計(jì)是否一致；采用新息監(jiān)測(cè)即基于殘差的檢驗(yàn)法檢測(cè)大的突變的衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)故障，采用新息序列監(jiān)測(cè)檢測(cè)小的慢變的衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)故障。