[發明專利]基于PSTCSDREF算法的無人機INS BDS組合導航方法

有效

• 申請號: 202010020948.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111190207B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 婁泰山;王曉乾;丁國強;王曉雷;焦玉召;趙紅梅;賀振東
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47;G01C21/16
• 代理公司: 鄭州盈派知識產權代理事務所(普通合伙) 41196
• 代理人: 張曉輝;樊羿

1.一種基于PSTCSDREF算法的無人機INS?BDS組合導航方法，其特征在于，包括：

步驟1：測量無人機組合導航系統的初始參數；

步驟2：將所述初始參數帶入無人機的狀態方程和量測方程，所述量測方程包括量測偏差；

步驟3：獲取無人機狀態的一步預測、所述一步預測的協方差、濾波增益矩陣；

步驟4：利用所述一步預測、協方差和濾波增益矩陣，根據卡爾曼濾波算法，獲得下一時刻的無人機狀態更新；

步驟5：結合無人機的當前時刻狀態與下一時刻的預測狀態，獲取協方差更新；

步驟6：將所述下一時刻的預測狀態作為基礎帶入步驟3中，依次執行步驟3-步驟5，得出更下一時刻的無人機預測狀態，如此循環迭代，得出無人機的運行狀態；

在步驟2中，對狀態一步預測進行計算：

由第k-1步的狀態估計值來計算第k步的一步預測狀態估計

由第k-1步的互協方差C_k-1來計算第k步的一步預測互協方差C_k/k-1

式中，C_k-1是在時間為k-1時狀態估計誤差矩陣與偏差之間的互協方差矩陣；

對一步預測協方差進行計算：

由第k-1步的狀態估計誤差方差P_k-1來計算第k步的一步預測方差P_k/k-1

式中，λ_k為自適應漸消因子，自適應漸消因子的計算方法為：

式中，O_k和U_k的計算方法如下所示：

計算濾波增益矩陣：

通過一步預測協方差和測量噪聲方差矩陣獲取Kalman濾波器的增益矩陣

式中，Ω_k的計算方法為：

2.根據權利要求1所述的基于PSTCSDREF算法的無人機INS?BDS組合導航方法，其特征在于，所述初始參數包括：

無人機的東方向誤差角、北方向誤差角、天方向誤差角；載體的東方向的速度、北方向的速度、天方向的速度；

無人機所在的緯度、經度、高度；

陀螺儀的東方向常值漂移、北方向常值漂移、天方向常值漂移；

加速度計的東方向常值漂移、北方向常值漂移、天方向常值漂移；

初始狀態估計誤差方差矩陣、初始誤差角方差矩陣、初始速度方差矩陣、初始位置方差矩陣；

陀螺儀的常值漂移方差矩陣、加速度計的常值漂移方差矩陣。

3.根據權利要求1所述的基于PSTCSDREF算法的無人機INS?BDS組合導航方法，所述無人機的狀態方程表達式為：

式中，φ_e、φ_n和φ_u分別為東方向誤差角、北方向誤差角和天方向誤差角，v_e、v_n和v_u是無人機在東、北和天方向的速度分量，λ和h是無人機在緯度、經度和高度的位置分量，陀螺儀分別有東方向常值漂移ε_e、北方向常值漂移ε_n、天方向常值漂移ε_u，加速度計分別有東方向常值漂移Δ_e、北方向常值漂移Δ_n、天方向常值漂移Δ_u，

是陀螺儀和加速度計隨機誤差，δv_e、δv_n、和δh是INS和BDS在東方向的速度差、北方向的速度差、緯度差和高度差，f_e、f_n和f_u是加速度計在東方向、北方向和天方向測量值的分量。