[發明專利]慣性導航系統解算方法

有效

• 申請號: 202210887979.3
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115077566B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 胡小毛;羅巍;馬林
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 陳欣

本發明涉及慣性導航系統應用技術領域，提供一種慣性導航系統解算方法。該慣性導航系統解算方法，包括如下步驟：建立虛擬數學平臺坐標系，并獲得虛擬數學平臺坐標系與解算數學平臺坐標系之間的第一轉換式；將解算數學平臺坐標系的慣性測量單元的原始數據按照第一轉換式轉換至虛擬數學平臺坐標系，獲得第一誤差參數；將第一誤差參數按照第二轉換式轉換至解算數學平臺坐標系進行解算。本發明通過建立虛擬數學平臺坐標系，使慣性測量單元的標定不受載體結構或安裝形式的約束，可在不破壞系統硬件結構條件下，實現在虛擬數學平臺坐標系觀測標定任務，再將解算標定結果映射至解算數學平臺坐標系進行解算，提高對誤差參數解算標定的可觀測性和便捷性。

技術領域

本發明涉及慣性導航系統應用技術領域，尤其涉及一種慣性導航系統解算方法。

背景技術

高精度慣性導航系統自標定方法以解算誤差作為觀測量對系統誤差參數進行辨識的標定方法，陀螺儀、加速度計的各誤差量通過誤差傳播影響系統的解算輸出，通過獲取解算誤差的全部或部分信息，就可對IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量單元）各標定參數做出估計，需要合理的激勵次序激勵誤差模型全部誤差參數，實現誤差參數全部可觀測。

然而，受現有的慣性元件的載體結構或安裝形式的約束，誤差參數無法直接在解算數學平臺中完成自標定和觀測。

發明內容

本發明提供一種慣性導航系統解算方法，用以解決現有技術中誤差參數無法直接在解算數學平臺中完成自標定和觀測的缺陷，完成基于虛擬數學平臺坐標系對誤差參數的估計，實現誤差參數標定的可觀測。

本發明提供一種慣性導航系統解算方法，包括如下步驟：

建立虛擬數學平臺坐標系，并獲得虛擬數學平臺坐標系與解算數學平臺坐標系之間的第一轉換式；

將解算數學平臺坐標系的慣性測量單元的原始數據按照第一轉換式轉換至虛擬數學平臺坐標系進行觀測，獲得第一誤差參數；

將第一誤差參數按照第二轉換式轉換至解算數學平臺坐標系進行解算。

根據本發明提供的一種慣性導航系統解算方法，所述建立虛擬數學平臺坐標系，并獲得虛擬數學平臺坐標系與解算數學平臺坐標系之間的第一轉換式步驟中，所述解算數學平臺坐標系包括參考坐標系、待標定陀螺坐標系和待標定加速度計坐標系，所述虛擬數學平臺坐標系包括虛擬參考坐標系、虛擬陀螺坐標系和虛擬加速度計坐標系，其中，所述參考坐標系和所述虛擬參考坐標系均為正交坐標系，所述待標定陀螺坐標系、所述待標定加速度計坐標系、所述虛擬陀螺坐標系和所述虛擬加速度計坐標系均為非正交坐標系。

根據本發明提供的一種慣性導航系統解算方法，所述將解算數學平臺坐標系的慣性測量單元的原始數據按照第一轉換式轉換至虛擬數學平臺坐標系，獲得第一誤差參數步驟中，所述第一轉換式為：

其中，p為參考臺體坐標系；p₁為虛擬參考臺體坐標系；g為待標定陀螺坐標系；g₁為虛擬陀螺坐標系，a為待標定加速度計坐標系；a₁為虛擬加速度計坐標系，為加速度計本體坐標系至虛擬加速度計本體坐標系轉換矩陣，為陀螺本體坐標系至虛擬陀螺本體坐標系轉換矩陣，為參考臺體坐標系至虛擬參考臺體坐標系轉換矩陣。

根據本發明提供的一種慣性導航系統解算方法，所述將第一誤差參數按照第二轉換式轉換至解算數學平臺坐標系進行解算步驟中，所述第一誤差參數包括第一陀螺誤差參數，所述第二轉換式包括將第一陀螺誤差參數轉換至解算數學平臺坐標系的第一子轉換式，所述第一子轉換式為：

其中，為陀螺坐標系標度因數，為陀螺坐標系安裝誤差，為虛擬陀螺坐標系標度因數，為虛擬陀螺坐標系安裝誤差；