[發(fā)明專利]一種高精度車載組合高程測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711390080.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108303063B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 王曉亮;李永濤;孫晨;趙圓;趙帥;張若維;趙云旭
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

1.一種高精度車載組合高程測量方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、選取21維狀態(tài)變量建立慣導里程計組合系統(tǒng)狀態(tài)方程，所述21維狀態(tài)變量包括慣導系統(tǒng)誤差狀態(tài)和里程計定位系統(tǒng)誤差狀態(tài)，其中慣導系統(tǒng)誤差狀態(tài)包括姿態(tài)角誤差、速度誤差、位置誤差、陀螺常值誤差和加表常值誤差，里程計定位系統(tǒng)誤差狀態(tài)包括里程計定位誤差、俯仰安裝偏角誤差、方位安裝偏角誤差和里程當量誤差；

慣導里程計組合導航狀態(tài)方程中的誤差狀態(tài)轉移矩陣包括慣導誤差轉移矩陣和里程計誤差轉移矩陣，其中，誤差狀態(tài)轉移矩陣為如下21×21維矩陣：

慣導誤差轉移矩陣為如下15×15維矩陣：

各子矩陣的具體定義如下：

里程計相關誤差的轉移矩陣為如下3×21維矩陣：

三個子矩陣的具體定義如下：

步驟2、按照如下方法建立慣性/高程計子濾波器量測方程：

高程計輸出高程的長期誤差反映在其輸出的氣壓高程增量與真實高程增量的比例上：

以慣導高度增量與氣壓高程增量之差作為慣性/高程計子濾波器的觀測量，建立慣性/高程計子濾波器量測方程為：

步驟3、按如下方法建立慣性/里程子濾波器量測方程：

里程計輸出對高程組合的貢獻在于短時里程增量在高程方向上的投影，里程推算的高程增量為：

其中，為實時里程增量，P為慣導的實時俯仰角輸出，P₀為慣導與載車之間的俯仰安裝誤差角，該俯仰安裝誤差角通過常規(guī)的里程計標校過程即可獲得；

以慣導高度增量與高程增量之差作為慣性/高程子濾波器的觀測量，建立慣性/里程子濾波器量測方程為：

步驟4、使用聯(lián)邦卡爾曼濾波器進行解算，得到高精度車載組合高程測量結果，具體方法為：

所述聯(lián)邦卡爾曼濾波器由一個主濾波器和兩個子濾波器組成，兩子濾波器將其信息統(tǒng)一送往主濾波器，其量測值相互獨立；主濾波器利用信息分配的原則來改進系統(tǒng)的容錯性能；所述聯(lián)邦卡爾曼濾波器進行解算的方法包括以下步驟：

⑴聯(lián)邦卡爾曼濾波器的子濾波器進行初始化，將子濾波器的初始估計協(xié)方差陣設置為組合系統(tǒng)初值的倍，滿足信息守恒原則；濾波開始時，設置兩子濾波器權重相同；

⑵慣性/高程計子濾波器和慣性/里程子濾波器分別獨立進行時間更新和量測更新；

⑶兩子濾波器分別進行濾波估計；

⑷得到兩子濾波器的濾波估計后，按主濾波器最優(yōu)估計進行最優(yōu)融合，得到主濾波器的狀態(tài)估計和方差信息；

⑸在得到主濾波狀態(tài)估計信息后，根據(jù)各子濾波器的估計值、協(xié)方差陣，按照信息分配原則對子濾波器進行分配和重置；

⑹重復⑵至⑸步驟進行解算。