[發(fā)明專利]一種天空偏振光組合導(dǎo)航在線濾波與平滑方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810587658.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108981691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張霄;王善澎;郭雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種天空偏振光組合導(dǎo)航在線濾波與平滑方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)導(dǎo)航處理器1采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，進(jìn)行捷聯(lián)導(dǎo)航解算，將姿態(tài)、速度和位置解算結(jié)果發(fā)給導(dǎo)航處理器2；

(2)導(dǎo)航處理器2將采集到的衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、偏振傳感器的數(shù)據(jù)，以及結(jié)合前m秒接收到的捷聯(lián)解算歷史數(shù)據(jù)，共同代入R-T-S濾波器進(jìn)行平滑處理，對(duì)組合導(dǎo)航中狀態(tài)量進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)；

(3)導(dǎo)航處理器2將最優(yōu)估計(jì)中的組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)量發(fā)送給導(dǎo)航處理器1，導(dǎo)航處理器1對(duì)捷聯(lián)解算結(jié)果進(jìn)行導(dǎo)航誤差修正；

(4)如此往復(fù)上述(1)-(3)步驟，直至組合導(dǎo)航結(jié)束；

所述步驟(2)中，最優(yōu)估計(jì)具體過(guò)程為：

(21)根據(jù)組合導(dǎo)航誤差方程建立濾波模型，系統(tǒng)方程為：

其15維系統(tǒng)狀態(tài)量為：

分別是三軸平臺(tái)失準(zhǔn)角、東北天速度誤差、經(jīng)緯高位置誤差、三軸陀螺儀零偏、三軸加速度計(jì)零偏；

系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣F為：

其中F_N為對(duì)應(yīng)的9維基本導(dǎo)航參數(shù)系統(tǒng)陣，由捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差模型組成，F(xiàn)_S為：

上式中為載體坐標(biāo)系b到導(dǎo)航坐標(biāo)系n的姿態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；

系統(tǒng)噪聲轉(zhuǎn)移矩陣G為：

系統(tǒng)噪聲由陀螺儀和加速度計(jì)的隨機(jī)誤差組成W為：

分別為三軸加速度計(jì)和三軸陀螺儀隨機(jī)漂移，并且噪聲服從零均值正態(tài)分布；

(22)導(dǎo)航處理器2采集到衛(wèi)星導(dǎo)航模塊數(shù)據(jù)為地理系下位置p_GNSS和速度v_GNSS,偏振傳感器數(shù)據(jù)為載體系下太陽(yáng)矢量s^b，建立系統(tǒng)量測(cè)方程為：

Z＝HX+V,

其中為觀測(cè)向量觀測(cè)轉(zhuǎn)移矩陣為為含有平臺(tái)失準(zhǔn)角的計(jì)算坐標(biāo)系n’到載體系b的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣，為上一次姿態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣濾波修正后的最優(yōu)估計(jì)值，sⁿ為地理系下太陽(yáng)矢量，可由天文年歷計(jì)算得到；

(23)將系統(tǒng)方程與量測(cè)方程以及歷史量測(cè)數(shù)據(jù)共同代入R-T-S濾波器進(jìn)行平滑處理，對(duì)組合導(dǎo)航中狀態(tài)量進(jìn)行最優(yōu)估計(jì),首先執(zhí)行前向標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波，其公式為：

然后執(zhí)行平滑處理，其公式為：

其中I為單位陣，P為狀態(tài)協(xié)方差陣，K為卡爾曼增益陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天空偏振光組合導(dǎo)航在線濾波與平滑方法，其特征在于：所述步驟(2)中，m由處理器內(nèi)存所決定，為10-60秒。