本发明专利技术提供的是一种船用光纤捷联惯导系统传递对准精度评估方法。以ＤＧＰＳ作为参考系统，提供载体的速度和位置信息，建立相应的误差模型，采用卡尔曼固定区域平滑的方法对传递对准结束这一时刻的对准误差进行平滑估计，确定惯导系统传递对准的精度，完成对传递对准精度的评估。本发明专利技术利用光纤捷联惯导系统的传递对准误差将在导航信息中反映出来这一原理，以ＤＧＰＳ作为参考系统，提供载体的速度和位置信息，建立相应的误差模型，采用卡尔曼固定区域平滑的方法对传递对准结束这一时刻的对准误差进行平滑估计，即可确定惯导系统传递对准的精度，即完成对传递对准精度的评估。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种对船用光纤捷联惯性导航系统传递对准的对准精度进 行评估方法。(二)
技术介绍
捷联式惯性导航系统将惯性传感器固联在载体上，直接测量载体的加速度和 角速度，以计算的数学平台来代替实体平台，与平台式惯性导航系统相比，捷联 式惯性导航系统省略了精密的稳定平台和控制机构，使系统的设计极大简化。捷 联惯导系统完全依靠自身的惯性敏感元件，不依赖任何外界信息测量导航参数， 它是一种自主式导航系统，己经得到了广泛的运用，尤其在军事领域得到了广泛 运用。通常舰船的局部基准、舰载武器等都装有捷联惯导系统，在系统进入导航工 作前都必须完成传递对准，传递对准技术是一种快速的初始对准方法，目前已经 得到了大量运用。捷联惯导的传递对准的对准精度是影响导航精度的最重要的因 素，对传递对准对准精度的评估有助于揭示对准精度对导航精度的影响，然而捷 联惯导的运用环境使得对其初始对准精度评估无法再沿袭传统使用的与已知位 置进行直接对比的方法进行直接观测，因此寻求一种有效的对传递对准对准精度 进行评估的方法具有重要意义。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能有效的对传递对准对准精度进行评估的船用 光纤捷联惯导系统传递对准精度评估方法。 本专利技术的目的是这样实现的以DGPS作为参考系统，提供载体的速度和位置信息，建立相应的误差模型， 采用卡尔曼固定区域平滑的方法对传递对准结束这一时刻的对准误差进行平滑 估计，确定惯导系统传递对准的精度，完成对传递对准精度的评估，其步骤包括:1、 完成捷联惯导系统以及DGPS的预热准备，完成捷联子惯导的传递对准；2、 进行导航解算，同步采集光纤捷联惯导和DGPS输出的速度和位置信息，采集时间为2-5分钟，并保存采集得到的数据；3、 建立光纤捷联惯导精度评估的误差模型；4、 根据建立的误差模型和保存的导航数据，利用卡尔曼滤波固定区域平滑W式对传递对准的对准误差进行平滑估计，完成对光纤捷联惯导传递对准对准精/入度的评估。本专利技术还可以包括1、所述的建立光纤捷联惯导精度评估的误差模型的状态方程和量测方程写 成向量形式为其中:<formula>formula see original document page 5</formula>其中，￡^ = 1，2，3;_/ = 1,2，3)为子惯导捷联矩阵(^"中的元素。2、所述的利用卡尔曼滤波固定区域平滑公式对传递对准的对准误差进行平 滑估的递推公式为<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 6</formula>式中，义^为"时刻的状态的平滑值，户4/ 为"时刻的平滑误差的均方差阵，A,尸"A碰分别是G时刻状态的估计值、估计误差均方阵以及一步预测误差均方 阵；《f为平滑增益阵，它与由滤波器确定的估计误差均方阵《和一步预测误差方差均方阵A+^有关，而与平滑器的平滑误差均方阵&。无关，^,,^，/^1/4均 由卡尔曼滤波方程决定；7 = 0;最小方差估计为i^，平滑是从^: = "-1开始，计算到& = 0，由之逐步向后反向递推，依次得到之—^，.之—^，i,。目前对准精度的评估通常采用光学或者直接与己知位置进行比较的方法，由 于舰船光纤捷联惯导系统通常要在动基座条件下完成对准，这种评估方法巳经难 以实行。为克服现有技术的不足，提供专利技术提供了一种基于DGPS (差分GPS)的 对船用光纤捷联惯导系统传递对准进行精度评估的方法。利用光纤捷联惯导系统 的传递对准误差将在导航信息中反映出来这一原理，以DGPS作为参考系统，提 供载体的速度和位置信息，建立相应的误差模型，采用卡尔曼固定区域平滑的方 法对传递对准结束这一时刻的对准误差进行平滑估计，即可确定惯导系统传递对 准的精度，即完成对传递对准精度的评估。(四) 附图说明图1为固定区域平滑东向失准角精度评估仿真曲线； 图2为固定区域平滑北向失准角精度评估仿真曲线； 图3为固定区域平滑天向失准角精度评估仿真曲线。具体实施方式 下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述1、 船用光纤捷联惯导系统预热准备，DGPS准备。2、 光纤捷联惯导传递对准。3、 捷联惯导进入导航状态，同步采集光纤捷联惯导和DGPS输出的速度和位 置信息，采集时间约为2-5分钟左右，并保存采集得到的数据；4、 建立如下的评估用误差模型选用船用光纤捷联惯导的速度和位置参数与参考系统DGPS的速度及位置参 数作比较，并且用所得的比较结果构造量测量的办法来设计平滑滤波器，通过卡 尔曼滤波中的平滑处理技术估计出捷联惯导传递对准结束时刻的对准误差。由于参考系统的导航精度比捷联惯导的高，所形成的量测量主要是是惯导的 误差信息，为此仅对惯导的误差作估计，设计卡尔曼滤波器和平滑处理器所选的状态变量为<formula>formula see original document page 7</formula>共12维，分别是光纤捷联惯导系统的三个对准误差A， A， A;导航坐标系(东 北天地理坐标系)中的东向和北向的速度误差^Ve ， ^V ;经度和纬度位置误差^^ ， 说；3个陀螺漂移^， ^， &; 3个加速度计零偏V,， V, Vz。根据捷联惯 导系统误差方程编排，可以写出在导航坐标系中系统的状态方程为<formula>formula see original document page 7</formula>(1)<formula>formula see original document page 7</formula>(2)<formula>formula see original document page 7</formula>(3)<formula>formula see original document page 2</formula>(9)用^， C ， ^表示光纤捷联惯导载体坐标系中的陀螺漂移转换到导航坐标系中的投影；w￡,， ，Ww为惯导载体坐标系中的陀螺随机漂移；Ve， V ， ▽ 为惯导载体坐标系中的加速度计零偏转换到导航坐标系中的投影；wV;c， wVy， wVz为惯导载体坐标系中的加速度计随机噪声分量；它们之间存在着如下关系 记<formula>formula see original document page 9</formula>q"为惯导载体坐标系到导航坐标系的转换矩阵。以DGPS为参考系统，用捷联惯导速度和位置与DGPS的速度和位置差作为观测量，观测量为<formula>formula see original document page 9</formula>它们和各项误差的关系为<formula>formula see original document page 9本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船用光纤捷联惯导系统传递对准精度评估方法，其特征是：以ＤＧＰＳ作为参考系统，提供载体的速度和位置信息，建立相应的误差模型，采用卡尔曼固定区域平滑的方法对传递对准结束这一时刻的对准误差进行平滑估计，确定惯导系统传递对准的精度，完成对传递对准精度的评估，其步骤包括：（１）完成捷联惯导系统以及ＤＧＰＳ的预热准备，完成捷联子惯导的传递对准；（２）进行导航解算，同步采集光纤捷联惯导和ＤＧＰＳ输出的速度和位置信息，采集时间为２－５分钟，并保存采集得到的数据；（３）建立光纤捷联惯导精度评估的误差模型；（４）根据建立的误差模型和保存的导航数据，利用卡尔曼滤波固定区域平滑公式对传递对准的对准误差进行平滑估计，完成对光纤捷联惯导传递对准对准精度的评估。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙枫，徐博，高伟，李良君，周广涛，吴磊，程建华，陈世同，于强，高洪涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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