一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法技术方案

本发明专利技术公布了一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法，包括如下构建步骤：首先，构建惯导角速度误差模型，通过GPS修正惯导角速度误差；即构建陀螺仪输出角速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导角速度零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导角速度线性误差，最终实现对惯导角速度的误差修正；其次，构建加速度计输出加速度误差模型，通过修正惯导加速度零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器拟合修正惯导加速度线性误差，以实现对惯导加速度的误差修正。本发明专利技术通过建立陀螺仪输出角速度误差模型、加速度计输出加速度误差模型，并通过GPS动态修正INS三轴角速和三轴加速，能有效将GPS与INS技术结合起来。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法
本专利技术涉及一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法。
技术介绍
目前的机载导航系统主要有GPS导航系统、惯性导航系统。GPS导航系统是飞机无线电导航系统的核心系统，为飞机整个航电系统提供位置、速度和时间信息；惯导系统为飞机提供当前时刻的三轴加速度和三轴角速度信息。目前我国的民用飞机研制还处于起步阶段，机载GPS和机载惯性导航组合定位的研制尚属空白，组合定位的相关设计主要采用硬切换，未能有效将GPS与INS技术结合起来。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法，包括如下构建步骤：a、构建惯导角速度误差模型，通过GPS修正惯导角速度误差；即构建陀螺仪输出角速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导角速度零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导角速度线性误差，最终实现对惯导角速度的误差修正；b、构建惯导加速度误差模型，通过GPS修正惯导加速度误差；即加速度计输出加速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导加速度姿态和零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导加速度线性误差，最终实现对惯导加速度的误差修正；c、构建惯性导航与GPS组合定位模型；即通过GPS输出信号强度、水平精度因子、信号完好性参数，并指定GPS与惯导组合定位权重设计策略，最终实现GPS与惯导的组合定位。本专利技术的有益效果：1、建立陀螺仪输出角速度误差模型，并通过GPS动态修正INS陀螺仪三轴角速度。2、建立加速度计输出加速度误差模型，并通过GPS动态修正INS加速度计三轴加速度。3、GPS与惯导定位权重设计。4、GPS与INS采用KALMAN滤波器实现数据融合，提高定位精度和可靠性。附图说明图1为本专利技术的GPS与惯性导航组合定位功能原理图。图2为本专利技术的GPS建模修正INS角速度误差原理图。图3为本专利技术的GPS建模修正INS加速度误差原理图。图4为本专利技术的GPS与惯性导航组合定位流程原理图。具体实施方式图1中，为本专利技术的GPS与惯性导航组合定位功能原理图。图中所示，PVT表示GPS接收机输出的位置、速度和时间信息；惯性导航(简称惯导或INS)输出ωxωyωZ表示惯导系统陀螺仪输出三轴角速度，惯导输出axayaz表示惯导系统加速度即输出三轴加速度，数据融合主要包括GPS与惯导权重设计，以及KALMAN数据融合。图2至图4所示，涉及本专利技术的一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法，其包括如下构建步骤：a、构建惯导角速度误差模型，通过GPS修正惯导角速度误差；即构建陀螺仪输出角速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导角速度零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导角速度线性误差，最终实现对惯导角速度的误差修正；b、构建惯导加速度误差模型，通过GPS修正惯导加速度误差；即构建加速度计输出加速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导加速度姿态和零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导加速度线性误差，最终实现对惯导加速度的误差修正；c、构建惯性导航与GPS组合定位模型；即通过GPS输出信号强度、水平精度因子、信号完好性参数，并指定GPS与惯导组合定位权重设计策略，最终实现GPS与惯导的组合定位。在组合定位过程中，采用Kalman实现两种定位轨迹的数据融合，保证定位的可靠性和精度。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法，其特征在于，包括如下构建步骤：a、构建惯导角速度误差模型，通过GPS修正惯导角速度误差；即构建陀螺仪输出角速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导角速度零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导角速度线性误差，最终实现对惯导角速度的误差修正；b、构建惯导加速度误差模型，通过GPS修正惯导加速度误差；即构建加速度计输出加速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导加速度姿态和零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导加速度线性误差，最终实现对惯导加速度的误差修正；c、构建惯性导航与GPS组合定位模型；即通过GPS输出信号强度、水平精度因子、信号完好性参数，并指定GPS与惯导组合定位权重设计策略，最终实现GPS与惯导的组合定位。

【技术特征摘要】
1.一种飞机机载GPS与惯性导航系统组合定位方法，其特征在于，包括如下构建步骤：a、构建惯导角速度误差模型，通过GPS修正惯导角速度误差；即构建陀螺仪输出角速度误差模型，通过静态或水平直线运动修正惯导角速度零点漂移误差，通过卡尔曼滤波器线性拟合修正惯导角速度线性误差，最终实现对惯导角速度的误差修正；b、构建惯导加速度误差模型，通过GPS修正惯导加速度误...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯众保，候静，姚宪国，
申请(专利权)人：中电科航空电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51