[發(fā)明專利]統(tǒng)一建模原理的極區(qū)動基座對準方法、設(shè)備及介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211423278.0
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN116086488A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐祥;程玉;陳帥
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 段宇軒

1.一種統(tǒng)一建模原理的極區(qū)動基座對準方法，其特征在于，包括步驟：

獲取傳感器數(shù)據(jù)與衛(wèi)星接收機數(shù)據(jù)；

采用統(tǒng)一建模方法構(gòu)造矢量觀測器模型；構(gòu)造的矢量觀測器模型為：

式中，表示任意緯度加速度計輸出加速度；表示t時刻載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；表示參考矢量；表示衛(wèi)星導(dǎo)航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；表示t時刻地球系相對于初始地球系的方向余弦矩陣；表示初始時刻衛(wèi)星導(dǎo)航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；表示地球自轉(zhuǎn)角速度在地球系的映射；g^e表示重力矢量在地球系的映射；

矢量觀測器模型離散化，設(shè)計矢量差值方法優(yōu)化離散化的矢量觀測器模型，初始時刻速度誤差；

基于優(yōu)化的矢量觀測器模型，通過OBA算法進行姿態(tài)估計；

基于姿態(tài)估計值進行校準，重復(fù)上述步驟，直至達到設(shè)定迭代次數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種統(tǒng)一建模原理的極區(qū)動基座對準方法，其特征在于，所述獲取傳感器數(shù)據(jù)包括：

由慣性傳感器測量模型獲取加速度和角速度值：

式中，表示任意維度加速度計輸出加速度；f^b表示任意維度真實加速度；b_a表示加速度零偏；η_a表示加速度計測量噪聲；表示任意緯度陀螺儀輸出角速度；表示任意緯度真實角速度；b_g表示陀螺儀零偏；η_g表示陀螺儀測量噪聲；

利用慣性傳感器計算角速度增量及加速度增量：

式中，表示任意緯度加速度計輸出加速度；表示任意緯度陀螺儀輸出角速度；Δv₁表示前半周期載體系速度子樣；Δv₂表示后半周期載體系速度子樣；Δθ₁表示前半周期角增量子樣；Δθ₂表示后半周期角增量子樣；Δt_g表示衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣周期。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種統(tǒng)一建模原理的極區(qū)動基座對準方法，其特征在于，所述離散化的矢量觀測器模型為：

式中，表示k時刻的參考矢量；表示k-1時刻的參考矢量；表示k時刻載體系相對于初始載體系的方向余弦矩陣；Δv^b表示載體系速度增量，采用下式計算：

式中，Δv^b表示載體系速度增量；Δv₁表示前半周期載體系速度子樣；Δv₂表示后半周期載體系速度子樣；Δθ₁表示前半周期角增量子樣；Δθ₂表示后半周期角增量子樣；

式中，表示k時刻觀測矢量；表示k時刻地球系相對于初始地球系的方向余弦矩陣；表示k時刻衛(wèi)星導(dǎo)航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；表示初始時刻衛(wèi)星導(dǎo)航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；β′_v，k表示k時刻中間矢量，采用下式計算：

式中，β′_v，k表示k時刻中間矢量；β′_v，k-1表示k-1時刻中間矢量；表示k-1時刻地球系相對于初始地球系的方向余弦矩陣；Δt_g表示衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣周期；表示地球自轉(zhuǎn)角速度在地球系的映射；表示k時刻衛(wèi)星導(dǎo)航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；表示k-1時刻衛(wèi)星導(dǎo)航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；表示k時刻重力矢量在地球系的映射。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種統(tǒng)一建模原理的極區(qū)動基座對準方法，其特征在于，所述優(yōu)化的矢量觀測器模型為：

式中，表示k時刻的優(yōu)化參考矢量；表示k時刻的優(yōu)化觀測矢量；表示k時刻的參考矢量；表示k時刻觀測矢量；表示i時刻的參考矢量；表示i時刻觀測矢量。