一种基于加性四元数的大方位失准角两阶段线性对准方法技术

本发明专利技术涉及一种基于加性四元数的大方位失准角两阶段线性对准方法，选择“东‑北‑天”坐标系作为导航坐标系，先静止一段时间，通过测量当地的重力加速度垂线方向，估计初始俯仰角和滚转角，完成初始调平；构建粗对准的状态和观测方程，利用GNSS接收机的速度和位置观测信息，通过卡尔曼滤波，完成粗对准；在精对准阶段，仍然采用粗对准的系统状态变量及其位置误差方程、姿态误差方程和观测方程，但三个失准角的初值均设为小角度，并将保存的协方差阵作为卡尔曼滤波的初始条件，进行精对准。本发明专利技术既能实现粗对准的快速收敛，又有利于精对准精度的提升，且计算简便。

A two-stage linear alignment method of large azimuth misalignment angle based on additive quaternion

【技术实现步骤摘要】
一种基于加性四元数的大方位失准角两阶段线性对准方法
本专利技术涉及一种基于加性四元数的大方位失准角两阶段线性对准方法，属于惯性导航

技术介绍
惯性导航系统(InertialNavigationSystem，INS)由于能同时提供姿态、速度和位置等全导航信息，且完全自主，抗干扰性能好，得到了广泛应用。特别是随着微电子加工技术的快速发展，基于MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)加工的陀螺仪和加速度计精度的提升和价格的降低，为基于MEMS器件的INS的更广泛应用奠定了坚实的基础。由于INS基于的是积分式工作原理，因此，在进行正式导航解算之前，需要进行初始姿态、速度和位置的确定，即初始对准。由于初始速度和位置可以通过卫星导航(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)接收机或其它方式确定，初始对准的主要任务是完成初始姿态的确定。传统高精度的INS可以通过对地球自转角速度和重力加速度的静态测量，实现对初始姿态的高精度确定。但是，对于精度较低的MEMSINS，通过静基座对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加性四元数的大方位失准角两阶段线性对准方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)选择“东-北-天”坐标系作为导航坐标系，先静止一段时间，通过测量当地的重力加速度垂线方向，估计初始俯仰角和滚转角，完成初始调平，即静态调平；/n(2)选择经度误差、纬度误差、高程误差、东向速度误差、北向速度误差、天向速度误差和姿态失准角的加性四元数误差作为系统状态变量，构建初始对准的状态和观测方程，利用GNSS接收机的速度和位置观测信息，通过卡尔曼滤波，进行粗对准和精对准；状态方程由位置误差方程、线性化的速度误差方程和姿态误差方程组成，线性化的速度误差方程为：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于加性四元数的大方位失准角两阶段线性对准方法，其特征在于，步骤如下：
(1)选择“东-北-天”坐标系作为导航坐标系，先静止一段时间，通过测量当地的重力加速度垂线方向，估计初始俯仰角和滚转角，完成初始调平，即静态调平；
(2)选择经度误差、纬度误差、高程误差、东向速度误差、北向速度误差、天向速度误差和姿态失准角的加性四元数误差作为系统状态变量，构建初始对准的状态和观测方程，利用GNSS接收机的速度和位置观测信息，通过卡尔曼滤波，进行粗对准和精对准；状态方程由位置误差方程、线性化的速度误差方程和姿态误差方程组成，线性化的速度误差方程为：



其中：vn＝[vevnvu]T是速度在导航系n系上的投影，δvn为速度误差，失准角在导航系上的投影为Δφe、Δφn和Δφu分别为东向、北向和天向失准角，是载体坐标系b系到n系的姿态转换矩阵，为计算的姿态转换矩阵，是比力在b系上的投影，δfb为加速度计误差，为b系到n系的转动四元数，为计算四元数，是地球自转角速率在n系的投影，是n系相对地球坐标系的角速度在n系的投影，和分别为和的误差，gn是重力加速度在n系的投影，且有：







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【专利技术属性】
技术研发人员：王可东，
申请(专利权)人：南京喂啊游通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32