一种高精度惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法技术方案

本发明专利技术公开一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法及系统，该方法包括：根据惯性导航系统振荡误差中的舒拉周期振荡误差，通过多路延时对准方法采集多路延时导航数据；其中多路所述延时导航数据包括2N路延时导航数据，其中N为自然数；相邻两路所述延时导航数据的初始对准时间的间隔为1/2N个舒拉周期；对多路所述延时导航数据进行数据融合处理以抑制部分或全部舒拉周期振荡误差，输出最终导航数据。该方案解决了现有技术中载体低动态的限定或自主性较差的问题，通过对舒拉周期振荡误差的抑制，实现了自主性较高，提高惯性导航系统的导航精度。

A method of suppressing the periodic oscillation error of a high precision inertial navigation system

The invention discloses a method and system for reducing the Sula periodic oscillation error of the inertial navigation system. The method includes: according to the schus periodic oscillation error in the inertial navigation system oscillation error, multi-channel time-delay navigation data is collected through the multi-channel time delay alignment method, and the multiple time delay navigation data includes 2N road delay navigation. The data, in which the N is a natural number, the interval between the initial alignment time of the time-delay navigation data of two adjacent roads is 1/2N, and the data of the time-delay navigation data is processed to suppress the partial or all sulla periodic oscillation errors and output the final navigation data. The scheme solves the problem of low dynamic limitation or poor autonomy of the carrier in the existing technology. By restraining the vibration error of the Sula cycle, the autonomy is higher and the navigation precision of the inertial navigation system is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法
本专利技术涉及惯性导航
，尤其是一种高精度惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法。
技术介绍
惯性导航系统具有三类周期性振荡误差，分别为舒拉周期误差，傅科周期误差和地球周期误差。在长时间对准(惯导系统对准时间在10小时以上)的高精度惯导系统，尤其是采用旋转调制的系统中，由于惯性器件误差和初始对准误差都被控制在较小值，致使这三类振荡误差在一定时间内超过系统累计误差值，占据导航系统误差的大部分。目前抑制周期性振荡误差的主要方法有阻尼技术和组合导航技术。阻尼技术可以有效地阻尼惯导系统的舒拉周期振荡，但仅适用于载体处于低动态状态(载体处于静止或者匀速运动状态)下。组合导航技术可以大幅提高系统的导航精度，有效抑制系统的各类误差，但需要借助外部测量信息，破坏了惯导系统的自主性。
技术实现思路
本专利技术提供一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法及系统，用于克服现有技术中对载体动态的限定或自主性较差等缺陷，保证系统自主性较高的情况下，通过对舒拉周期振荡误差的抑制，提高惯性导航系统的导航精度。为实现上述目的，本专利技术提出一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，包括：步骤1，根据惯性导航系统振荡误差中的舒拉周期振荡误差，通过多路延时对准方法采集多路延时导航数据；其中多路所述延时导航数据包括2N路延时导航数据，其中N为自然数；相邻两路所述延时导航数据的初始对准时间的间隔为1/2N个舒拉周期；步骤2，对多路所述延时导航数据进行数据融合处理以抑制部分或全部舒拉周期振荡误差，输出最终导航数据。为实现上述目的，本专利技术还提供一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制系统，包括：多路数据采集模块，用于根据惯性导航系统振荡误差中的舒拉周期振荡误差，每一路所述数据采集模块采集一路延时导航数据；其中多路数据采集模块包括2N路数据采集模块，其中N为自然数；相邻两路所述延时导航数据的初始对准时间的间隔为1/2N个舒拉周期；数据融合模块，用于对多路所述延时导航数据进行数据融合处理以抑制部分或全部舒拉周期振荡误差，输出最终导航数据。本专利技术提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法及系统，针对惯导系统的舒拉周期振荡特性，通过系统的多路延时对准的方法给出系统的不同延时导航结果；以系统的多路延时导航结果为基础，通过数据融合方式实现抑制惯导系统的舒拉周期振荡的目的；无需引入外界信息，没有改变惯导系统的高度自主性，适用于动态情况下的导航过程，不受载体的机动性影响等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法中惯性导航系统周期性误差振荡曲线；图2为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法中惯性导航系统采用四路延时启动示意图；图3为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式一中惯性导航系统采用四路延时启动四路均值结果：图4为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式二中四路信号的绝对值图；图5为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法中优选方式二中半个舒拉周期中R向量对应|sinωs(t)|值；图6为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式二中惯性导航系统四路延时启动四路加权平均结果；图7为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式二中数据融合后东向速度误差结果对比图；图8为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式二中数据融合后北向速度误差结果对比图；图9为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式二中数据融合后纬度误差结果对比图；图10为本专利技术实施例一提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法优选方式二中数据融合后经度误差结果对比图；图11为本专利技术实施例二提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制系统的结构框图；图12为专利技术实施例二提供的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制系统优选方式二的结构框图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提出一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法及系统。实施例一请参照图1至图3，本专利技术提供一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，包括以下步骤：步骤1，根据惯性导航系统振荡误差中的舒拉周期振荡误差，通过多路延时对准方法采集多路延时导航数据；其中多路所述延时导航数据包括2N路延时导航数据，其中N为自然数；相邻两路所述延时导航数据的初始对准时间的间隔为1/2N个舒拉周期；针对惯导系统的周期性振荡误差的特性进行分析：惯导系统的系统误差为X(t)，其微分量为量测矩阵为A，器件误差为W，根据惯导系统的静态误差方程式(1)中δVE、δVN、分别为惯导系统的东向速度误差和北向速度误差以及两者的微分量，δL、为系统的纬度误差及其微分量，φx、φy、φz为系统的俯仰角误差、横滚角误差和航向角误差，为三个姿态误差的微分量，为等效东向加表和等效北向加表的漂移，εE、εN、εU分别为等效东向、北向和天向陀螺零偏，ωie为地球自转周期。可见系统误差X(t)主要包含系统的初始误差(t＝0时刻的误差量)δVE(0)，δVN(0)，δL(0)，φx(0)，φy(0)，φz本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，其特征在于，包括：步骤1，根据惯性导航系统振荡误差中的舒拉周期振荡误差，通过多路延时对准方法采集多路延时导航数据；其中多路所述延时导航数据包括2N路延时导航数据，其中N为自然数；相邻两路所述延时导航数据的初始对准时间的间隔为1/2N个舒拉周期；步骤2，对多路所述延时导航数据进行数据融合处理以抑制部分或全部舒拉周期振荡误差，输出最终导航数据。

【技术特征摘要】
1.一种惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，其特征在于，包括：步骤1，根据惯性导航系统振荡误差中的舒拉周期振荡误差，通过多路延时对准方法采集多路延时导航数据；其中多路所述延时导航数据包括2N路延时导航数据，其中N为自然数；相邻两路所述延时导航数据的初始对准时间的间隔为1/2N个舒拉周期；步骤2，对多路所述延时导航数据进行数据融合处理以抑制部分或全部舒拉周期振荡误差，输出最终导航数据。2.如权利要求1所述的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，其特征在于，所述步骤2中的数据融合处理为平均值数据融合，包括：取多路所述延时导航数据的平均值作为最终导航数据输出，即：Y＝(Y1+Y2+…+Y2N-1+Y2N)/2N其中Y1为第1路延时导航数据、Y2为第2路延时导航数据、Y2N-1为第(2N-1)路延时导航数据、Y2N为第2N路延时导航数据；N为自然数。3.如权利要求1所述的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，其特征在于，所述步骤2中的数据融合处理为加权平均数据融合，包括：步骤21，根据时间设置权重，按照多路所述延时导航数据的绝对值的大小与舒拉周期峰值的接近程度分配权重；越接近舒拉周期峰值的数据所占权重越小；步骤22，将每一路所述延时导航数据与所占权重的乘积之和作为最终导航数据输出，即：Y＝K1×Y1+K2×Y2+…+K2N-1×Y2N-1+K2N×Y2N其中Y1为第1路延时导航数据、K1为第1路延时导航数据所占权重，Y2为第2路延时导航数据、K2为第2路延时导航数据所占权重，Y2N-1为第(2N-1)路延时导航数据、K2N-1为第(2N-1)路延时导航数据所占权重，Y2N为第2N路延时导航数据、K2N为第2N路延时导航数据所占权重；N为自然数。4.如权利要求3所述的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，其特征在于，所述步骤21中每一路延时导航数据所占权重分别按照下面步骤获得：步骤201，取导航时间对半个舒拉周期的向大取余R，即：R＝ceil(mod(2t/TS))设t为导航时间，TS为舒拉周期，mod(i)为i的余数，ceil(i)为i的向大取整，得到半个周期的舒拉周期误差值对应的余数值R；步骤202，根据R在半个舒拉周期内为一个线性递增的多维向量，获得在半个舒拉周期中，R中每个元素对应的所述延时导航数据的绝对值；步骤203，根据R中每个元素对应的所述延时导航数据的绝对值，获取K值。5.如权利要求1～4任一项所述的惯性导航系统的舒拉周期振荡误差抑制方法，其特征在于，多路所述延时导航数据包括四路延时导航数据。6.一种惯性导航系统的舒拉周期振...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙兴武，高春峰，魏国，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43