基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法制造技术

本发明专利技术公开基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法，包括如下步骤，步骤1，对SINS系统进行格网导航设置；步骤2，对GPS系统和SINS系统进行组合设置；步骤3，得到极区SINS/GPS组合导航系统的状态方程；步骤4，得到极区SINS/GPS组合导航系统的量测方程；步骤5，将SINS系统校正输出的导航参数作为组合导航系统的输出。在格网坐标系中，通过采用极区格网惯性导航力学编排，在极区SINS/GPS组合导航过程中，顺利快速的完成极区导航任务，满足极区导航全自主、长航时和高精度导航的能力的要求。

【技术实现步骤摘要】
基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法
本专利技术涉及极区导航系统的导航算法，具体为基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法。
技术介绍
现有的中低维度的SINS/GPS组合导航系统中，首先由捷联惯性导航系统(SINS)和全球卫星导航系统(GPS)对飞机的飞行参数分别进行测量；然后，将SINS和GPS各自输出的对应导航参数相减作为量测量，送入组合导航卡尔曼滤波器进行信息融合；接着，利用卡尔曼滤波估计值实时地对SINS进行误差校正；最终，将SINS校正输出的导航参数作为组合导航系统的输出。SINS/GPS组合导航的方案结构如图1所示。中低纬度地区SINS/GPS组合导航方案已经相对成熟，采用指北方位力学编排基本可以满足中低纬度地区组合导航的需要。由于极区特殊的地理位置，惯性导航设备在极区无法输出传统意义下的航向和位置信息，但是惯性导航系统仍然可以完成位置方向余弦矩阵和姿态方向余弦矩阵的正常计算。由于地球经线在极区逐渐收敛为一点，所以惯性导航系统在极区不能通过常规的经纬度来表达其位置信息。因此，在高纬度地区由于经度收敛造成定位定向困难，需要重新考虑惯性力学编排克服经线收敛引本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，对SINS系统进行格网导航设置；建立格网坐标系，并在极地航图上将所有的经线平行于格林威治子午线进行绘制；步骤2，对GPS系统和SINS系统进行组合设置；在格网坐标系的基础上，SINS系统采用指北方位惯导力学编排，并将格网北向作为GPS系统的航向参考；步骤3，根据极区SINS/GPS组合导航系统的状态变量，SINS系统误差方程和极区SINS/GPS组合系统的状态向量XG，得到极区SINS/GPS组合导航系统的状态方程如下，

【技术特征摘要】
1.基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，对SINS系统进行格网导航设置；建立格网坐标系，并在极地航图上将所有的经线平行于格林威治子午线进行绘制；步骤2，对GPS系统和SINS系统进行组合设置；在格网坐标系的基础上，SINS系统采用指北方位惯导力学编排，并将格网北向作为GPS系统的航向参考；步骤3，根据极区SINS/GPS组合导航系统的状态变量，SINS系统误差方程和极区SINS/GPS组合系统的状态向量XG，得到极区SINS/GPS组合导航系统的状态方程如下，其中，FG(t)为系统状态矩阵；GG(t)为系统噪声驱动阵；系统噪声WG(t)＝[wgxwgywgzwaxwaywaz]T，wgx、wgy、wgz分别为沿载体x、y、z轴上陀螺仪的白噪声，wax、way、waz分别为沿载体x、y、z轴上加速度计的白噪声；步骤4，根据极区SINS/GPS组合导航系统中，将SINS系统的输出位置信息和GPS系统的输出位置信息之差作为量测值ZIG，得到极区SINS/GPS组合导航系统的量测方程如下，ZIG＝HXG+VG；其中，H为量测矩阵；VG为GPS的量测白噪声阵，其量测噪声方差强度阵为R；步骤5，将由极区SINS/GPS组合导航系统的量测方程得到的量测量，送入卡尔曼滤波器中进行信息融合，利用融合得到的卡尔曼滤波估计值实时地对SINS系统进行误差校正；最终将SINS系统校正输出的导航参数作为组合导航系统的输出。2.根据权利要求1所述的基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法，其特征在于，步骤1中，假设P点为飞行载体所在位置，以P点处平行于格林威治子午面的平面作为格网平面，以载体所在地的水平面作为切平面，格网平面与切平面的交线就定义为格网北向，格网天向同地理天向重合，格网东向在切平面内且与格网北向垂直构成右手直角坐标系，建立形成格网坐标系。3.根据权利要求1所述的基于格网框架的极区SINS/GPS组合导航算法，其特征在于，步骤3中，所述的极区SINS/GPS组合系统的状态向量XG如下所示，其中包括的SINS/GPS组合导航系统的状态变量为：捷联惯性导航系统数学平台姿态误差角分别为格网航向角、格网俯仰角和格网横滚角；捷联惯性导航系统速度误差分别为格网东向速度误差、格网北向速度误差和格网天向速度误差；位置误差δRe＝[δxδyδz]T，分别为ECEF坐标系下的x向、y向和z向位置误差；陀螺随机常值漂移ε＝[εxεyvz]T，分别为x向、y...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋丽君，徐胜军，何波，李喆，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61