[發明專利]統一建模原理的極區動基座對準方法、設備及介質

在審

• 申請號: 202211423278.0
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN116086488A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 徐祥;程玉;陳帥
• 申請（專利權）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

本發明公開了一種統一建模原理的極區動基座對準方法、設備及介質，該方法包括步驟：獲取傳感器數據與衛星接收機數據；采用統一建模方法構造矢量觀測器模型；矢量觀測器模型離散化，設計矢量差值方法優化離散化的矢量觀測器模型，初始時刻速度誤差；基于優化的矢量觀測器模型，通過OBA算法進行姿態估計；基于姿態估計值進行校準，重復上述步驟，直至達到設定的校準時長或迭代次數。本發明通過采用統一建模方法構造矢量觀測器模型可消除極區奇異點對初始對準的影響，解決了極區對準過程中方位受經度收斂影響的問題。

技術領域

本發明涉慣性導航系統領域，具體涉及一種統一建模原理的極區動基座對準方法、設備及介質。

背景技術

當前導航定位系統通常采用導航系下姿態、速度、位置進行導航定位。這種方法在中低緯度得到了廣泛的應用。但是，隨著緯度的增加，經度線會快速收斂，這導致誤差不明確，尤其是方位角，在極區存在無法定義的奇異點，這給導航定位帶來了困難。而在初始對準領域，由于無法確定方位角，導致無法完成對準過程。

公開號為CN114910097A、名稱為初速度擾動消除極區動基座對準方法的中國專利，采用的是格網坐標系進行誤差建模，構建的模型基于轉換后的高緯度數據，雖然可以適用于極區導航，但是在中低緯度，存在計算奇異的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種統一建模原理的極區動基座對準方法、設備及介質，不僅可以適用于極區，也可以用于中低緯度，可消除極區奇異點對初始對準的影響。

提出了一種統一建模原理的極區動基座對準方法。發明采用統一建模原理構造矢量觀測器，利用矢量差值弱化初始速度誤差影響，實現極區動基座對準目的。

實現本發明目的的技術解決方案為：

統一建模原理的極區動基座對準方法，包括以下幾個步驟：

獲取傳感器數據與衛星接收機數據；

采用統一建模方法構造矢量觀測器模型；構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；表示衛星導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；表示初始時刻衛星導航接收機輸出的速度在地球坐標系的映射；表示地球自轉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，設計矢量差值方法優化離散化的矢量觀測器模型，初始時刻速度誤差；

基于優化的矢量觀測器模型，通過OBA算法進行姿態估計；

基于姿態估計值進行校準，重復上述步驟，直至達到設定迭代次數。

一種統一建模原理的極區動基座對準設備，包括：存儲器、處理器和存儲在所述存儲器上的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現所述的統一建模原理的極區動基座對準方法。

一種計算機存儲介質，所述計算機存儲介質存儲有可執行程序，所述可執行程序被處理器執行實現所述的統一建模原理的極區動基座對準方法的步驟。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明采用統一建模理論構造矢量觀測器，利用矢量差值弱化初始速度誤差影響，實現極區動基座對準目的，不僅可以適用于極區，也可以用于中低緯度，避免極區奇異性問題；

(2)本發明采用矢量差值方法，消除了初始速度誤差對矢量觀測器的影響。

附圖說明

圖1是統一建模原理的極區動基座對準結構圖。

圖2是傳統方法和本發明方法對準縱搖誤差角對比示意圖。