[發明專利]一種慣性傳感器數據模擬方法

有效

• 申請號: 201911031801.3
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN112733314B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 甯露
• 申請（專利權）人: 成都安則優科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01C25/00;G01C21/16;G06F111/10
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 馮華

1.一種慣性傳感器數據模擬方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟一：數據采集

數據采集對象為慣性導航系統，將慣性導航系統安裝在三軸轉臺上，使三軸轉臺按照系統級標定旋轉編排方案進行轉動，采集慣性導航系統在跟隨轉臺轉動狀態下的慣性傳感器輸出數據；

步驟二：建立慣性傳感器輸出誤差模型

定義載體坐標系b系，建立慣性傳感器輸出誤差模型，計算慣性傳感器固定誤差和隨機誤差；

其中，載體坐標系b系為正交坐標系，其X軸指向慣性導航的前向，其Y軸指向慣性導航的右向，其Z軸依據右手定則與X軸、Y軸構成正交坐標系；

步驟三：慣性傳感器固定誤差估計

建立系統級標定卡爾曼濾波器，采用卡爾曼濾波器處理步驟一中的慣性傳感器輸出數據，得到對步驟二中慣性傳感器固定誤差的估計值；

步驟四：慣性傳感器理論輸出值計算

根據步驟一中所述系統級標定旋轉編排方案計算慣性傳感器理論輸出值；

步驟五：提取慣性傳感器隨機誤差

根據步驟二中所述慣性傳感器輸出誤差模型，將步驟三中得到的慣性傳感器固定誤差估計值、步驟四中得到的慣性傳感器理論輸出值，從步驟一中采集的慣性傳感器輸出數據中扣除，得到計算結果；

對得到的計算結果進行濾波處理，消除三軸轉臺運動引入的額外噪聲，得到時間長度為t w的慣性傳感器隨機誤差；

步驟六：生成慣性傳感器模擬數據

設定運載體仿真運動狀態，設定仿真時間為t_d，根據運載體仿真運動狀態生成慣性傳感器理論輸出值；

若t_w＞t_d，則從步驟五中得到的隨機誤差數據中隨機選擇時長為t_d的數據段，與本步驟中生成的慣性傳感器理論輸出值相加得到慣性傳感器模擬數據；

若t_w＜t_d，則使用樣條插值算法將步驟五中得到的隨機誤差數據插值為時長為t_d的數據段，與本步驟中生成的慣性傳感器理論輸出值相加得到慣性傳感器模擬數據。

2.根據權利要求1所述的慣性傳感器數據模擬方法，其特征在于：所述慣性傳感器誤差模型包括陀螺輸出誤差模型和加速度計輸出誤差模型。

3.根據權利要求2所述的慣性傳感器數據模擬方法，其特征在于：所述陀螺輸出誤差模型公式為：

其中，分別為X軸、Y軸和Z軸陀螺輸出誤差；B gx,B gy,B gz分別為X軸、Y軸和Z軸陀螺零偏誤差；S gx,S gy,S gz分別為X軸、Y軸和Z軸陀螺標度因數誤差；M gyx,Mgzy,M gzx為陀螺安裝誤差。

4.根據權利要求2所述的慣性傳感器數據模擬方法，其特征在于：所述加速度計輸出誤差模型公式為：

其中，分別為X軸、Y軸和Z軸加速度計輸出誤差；B ax,B ay,B az分別為X軸、Y軸和Z軸加速度計零偏誤差；S ax,S ay,S az分別為X軸、Y軸和Z軸加速度計標度因數誤差；M ayx,M axy,M ayz,M azy,M axz,M azx為加速度計安裝誤差。

5.根據權利要求1所述的慣性傳感器數據模擬方法，其特征在于：步驟五中采用高通濾波器對得到的計算結果進行濾波處理。