[發(fā)明專利]光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)智能標(biāo)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110069905.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112880704A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃方君;車浩;王智;查峰;李開(kāi)龍;李冬毅;黃春福;狄靜波;高端陽(yáng);朱九鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿

本發(fā)明公開(kāi)了一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)智能標(biāo)定方法，該方法包括如下步驟：步驟1、構(gòu)建一個(gè)初始粒子種群；步驟2、給每個(gè)漂移粒子一個(gè)任意的初始化賦值；步驟3、計(jì)算出東向速度解算誤差、北向速度解算誤差、緯度解算誤差和經(jīng)度解算誤差；步驟4：定義陀螺漂移適應(yīng)度函數(shù)；步驟5、算出陀螺漂移適應(yīng)度函數(shù)值；步驟6、定義粒子速度和位置更新方程；步驟7：判斷陀螺漂移適應(yīng)度函數(shù)值的極大值對(duì)應(yīng)的漂移粒子是否達(dá)到預(yù)計(jì)的最優(yōu)位置，或是否達(dá)到了設(shè)定的漂移粒子最大迭代次數(shù)；步驟8、尋找個(gè)體最優(yōu)漂移粒子的位置和群體最優(yōu)漂移粒子的位置；本發(fā)明建立合理的PSO算法模型，準(zhǔn)確地、智能地搜索出陀螺常值漂移和加速度計(jì)零偏。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)智能標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

在導(dǎo)航過(guò)程中，光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)存在的系統(tǒng)誤差會(huì)制約著導(dǎo)航精度的提高。而捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)的準(zhǔn)確度會(huì)直接影響到慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，參數(shù)標(biāo)定是慣導(dǎo)必不可少的環(huán)節(jié)，每隔一定的周期就要對(duì)產(chǎn)生的標(biāo)定誤差進(jìn)行校正。對(duì)于中低精度捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)而言，可以忽略對(duì)導(dǎo)航精度影響很小的加速度計(jì)二次非線性誤差，陀螺儀和加速度計(jì)的刻度因子誤差、安裝誤差和零位偏移是慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定的主要標(biāo)定對(duì)象。

目前常見(jiàn)的系統(tǒng)標(biāo)定根據(jù)觀測(cè)量的不同可以分為分立標(biāo)定法和系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定法。分立標(biāo)定法直接利用陀螺儀和加速度計(jì)的輸出作為觀測(cè)量，一般采用最小二乘法。系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定則利用陀螺儀和加速度計(jì)的輸出進(jìn)行導(dǎo)航解算，以導(dǎo)航誤差(位置誤差、速度誤差及姿態(tài)誤差)作為觀測(cè)量來(lái)標(biāo)定系統(tǒng)的誤差參數(shù)。而以上標(biāo)定方法與常見(jiàn)誤差標(biāo)定方法一樣，都需要依靠慣性測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)。因此，如何能夠無(wú)轉(zhuǎn)臺(tái)條件下進(jìn)行標(biāo)定，是一個(gè)有意義的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)智能標(biāo)定方法，本發(fā)明在傳統(tǒng)的PSO(Particle Swarm Optimization，粒子群優(yōu)化)算法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，主要體現(xiàn)在將先進(jìn)的理論引入到傳統(tǒng)算法中以達(dá)到改進(jìn)PSO性能的目的，通過(guò)分析捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)慣性器件零偏誤差對(duì)導(dǎo)航結(jié)果的影響，建立合理的PSO算法模型，準(zhǔn)確地、智能地搜索出陀螺常值漂移和加速度計(jì)零偏。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)智能標(biāo)定方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：構(gòu)建一個(gè)初始粒子種群，記為陀螺漂移粒子種群，簡(jiǎn)稱漂移粒子群，設(shè)定漂移粒子數(shù)量為N，最大迭代次數(shù)M，其中的第j個(gè)漂移粒子是由3個(gè)任意位置元素x₁，x₂，x₃組成的一個(gè)3維向量其中j＝1，2，…，N；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(biāo)，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(gè)漂移粒子一個(gè)任意的初始化賦值，包括漂移粒子初始位置和相應(yīng)速度，漂移粒子位置的坐標(biāo)值代表陀螺常值漂移同時(shí)設(shè)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(jù)已有的靜基座條件下一定時(shí)間內(nèi)的慣導(dǎo)原始數(shù)據(jù)，將慣性測(cè)量單元中陀螺儀輸出的載體加速度信號(hào)減去此時(shí)每個(gè)漂移粒子攜帶的陀螺常值漂移值，然后將加速度計(jì)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(hào)傳遞到捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)，進(jìn)行速度解算和位置解算，實(shí)時(shí)地計(jì)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(jīng)度解算誤差δP_Lon；

步驟4：定義陀螺漂移適應(yīng)度函數(shù)：