[發明專利]光纖陀螺捷聯慣導系統智能標定方法

在審

• 申請號: 202110069905.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112880704A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 覃方君;車浩;王智;查峰;李開龍;李冬毅;黃春福;狄靜波;高端陽;朱九鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿

1.一種光纖陀螺捷聯慣導系統智能標定方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：構建一個初始粒子種群，記為陀螺漂移粒子種群，設定漂移粒子數量為N，最大迭代次數M，其中的第j個漂移粒子是由3個任意位置元素x₁，x₂，x₃組成的一個3維向量x_j1，x_j2，x_j3分別表示漂移粒子在三維空間的x，y，z軸的位置坐標，在空間飛行速度為v_j1，v_j2，v_j3分別表示漂移粒子在三維空間的x，y，z軸的飛行速度；

步驟2：給每個漂移粒子一個任意的初始化賦值，包括漂移粒子初始位置和相應速度，漂移粒子位置的坐標值代表陀螺常值漂移，同時設定漂移粒子的飛行空間范圍[x_min,x_max]，以及漂移粒子的飛行速度范圍[V_min,V_max]；

步驟3：根據已有的靜基座條件下一定時間內的慣導原始數據，將慣性測量單元中陀螺儀輸出的載體加速度信號減去此時每個漂移粒子攜帶的陀螺常值漂移值，然后將加速度計輸出的比力和減去陀螺常值漂移值后陀螺儀輸出的載體加速度信號傳遞到捷聯慣導系統，進行速度解算和位置解算，實時地計算出東向速度解算誤差δV_E、北向速度解算誤差δV_N、緯度解算誤差δP_Lat和經度解算誤差δP_Lon；

步驟4：定義陀螺漂移適應度函數：

其中，μ₁為避免F_G值為0的常數；t₀為解算開始時刻；t_e為解算結束時刻；δV_E(t)、δV_N(t)分別為t時刻東向速度解算誤差、北向速度解算誤差；δP_Lat(t)、δP_Lon(t)分別為t時刻緯度解算誤差、經度解算誤差；ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄分別為東向速度解算誤差權值系數、北向速度解算誤差權值系數、緯度解算誤差權值系數和經度解算誤差權值系數；F_G表示陀螺漂移適應度函數的函數值；

步驟5：根據步驟3解算的東向速度解算誤差δV_E、北向速度解算誤差δV_N、緯度解算誤差δP_Lat和經度解算誤差δP_Lon代入公式(1)，計算出陀螺漂移適應度函數值，并計算漂移粒子個體和群體中陀螺漂移適應度函數值的極大值，以及該極大值對應的漂移粒子位置參數信息，即陀螺常值漂移信息；

步驟6：定義粒子速度和位置更新方程，公式(2)和公式(3)分別用以完成下一代粒子的速度和位置的確定：

V_is(t+1)＝ω×V_is(t)+c₁r₁[p_is(t)-x_is(t)]+c₂r₂[p_gs(t)-x_is(t)] (2)

x_is(t+1)＝x_is(t)+V_is(t+1) (3)

其中，t為當前時刻，t+1為下一時刻；i為種群規模；s為搜索空間維度；c₁,c₂分別為自學習因子、互學習因子，分別表征粒子向自身和其它粒子學習的能力；r₁,r₂分別為1隨機因子、2隨機因子，為兩個給定的互不影響的、均為介于(0，1)之間的隨機數；x_is(t)為t時刻漂移粒子的飛行空間范圍[x_min,x_max]內搜索的任一粒子位置，V_is(t)為t時刻該粒子飛行速度；x_is(t+1)則為t+1時刻漂移粒子的飛行空間范圍[x_min,x_max]內搜索的任一粒子位置，V_is(t+1)為t+1時刻該粒子飛行速度；ω為自適應慣性權重參數，ω_min和ω_max表示慣性權重參數邊界值，分別為最小邊界值和最大邊界值；p_is(t)和p_gs(t)分別表示t時刻粒子個體、粒子群體最優粒子的位置，p_avg為當前所有粒子陀螺漂移適應度函數值的平均數，p_min為適應的函數的最小值；

步驟7：判斷步驟5中陀螺漂移適應度函數值的極大值對應的漂移粒子是否達到預計的最優位置，或是否達到了設定的漂移粒子最大迭代次數M，若是，則該漂移粒子即為個體最優漂移粒子；若否，則根據步驟6中的公式(2)、(3)、(4)更新當前所有漂移粒子的位置和速度，更新后漂移粒子的位置信息，即為更新后的陀螺儀常值漂移；

步驟8：然后重復步驟3～7，以此繼續尋找個體最優漂移粒子的位置p_is和群體最優漂移粒子的位置p_gs；

個體最優漂移粒子的位置參數信息即為陀螺常值漂移的最優解。