一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法技术

技术编号:23846653 阅读:34 留言:0更新日期:2020-04-18 06:43
本发明专利技术一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法,该方法能够改善在动态环境下捷联惯性导航的速度解算精度,提高后续速度更新、位置更新精度;在基于速度匹配量的动基座传递对准过程中,对速度误差的获得有改善作用,从而能有效地改善传递对准过程中对加速度计的零偏BIAS误差估计。本发明专利技术在速度更新过程中,建立适当的速度误差补偿模型,以此实现对速度的误差补偿,通过分析一般条件下的捷联惯导速度误差模型,获得相应的速度误差补偿因数,从而建立起捷联惯导速度误差模型,之后将误差模型引入位置更新,能够有效的解决捷联惯性导航解算过程中由于速度发散引起的位置误差,尤其是对于多转弯机动的定位结果有明显的改善作用。

A method to determine the velocity error of INS based on recursive least square parameter identification

【技术实现步骤摘要】
一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法
本专利技术涉及一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法,属于捷联惯性导航的速度及位置误差补偿领域。
技术介绍
当前,惯性导航系统(InertialNaVigationSystem,INS)以其自主性、抗干扰能力强、隐蔽性好、数据更新率高的特点,在定位服务中的应用越来越普及,这其中应用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System)的捷联惯性导航系统因其体积小、功耗低、重量轻,在个人导航、飞行器、车辆导航上发挥了不可替代的作用,一个典型的捷联惯导系统定位过程必须包括三个过程:姿态更新,即通过对陀螺仪数据的处理,实现对系统的姿态更新过程;在此基础上,经由基于加速度计数据的速度更新,实现对系统速度的更新;最后,基于初始位置,由速度得到实时位置,这就是位置更新。捷联惯导器件的采样频率往往能到200hz-1000hz,在如此高的定位解算频率下,任何不经补偿的误差引入都会经由多次解算的误差累积效应达到难以忽视的地步,想要获得足够高精度的捷联惯导解算结果,就必须做好系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法,其特征在于,包括以下步骤:/n1)判断当前时刻k是否为初始时刻,若k=0,则进入步骤2),否则,k≠0,进入步骤3);/n2)读取载体初始速度v

【技术特征摘要】
1.一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)判断当前时刻k是否为初始时刻,若k=0,则进入步骤2),否则,k≠0,进入步骤3);
2)读取载体初始速度v0作为根据初始姿态俯仰角θ0、横滚角γ0和方位角获得载体初始姿态矩阵作为系统姿态矩阵读取载体初始纬度La0,经度Lo0与高度H0,分别作为纬度La(-),经度Lo(-)与高度H(-);设定M0为惯导速度误差系数递推初始值;转入步骤3);
3)根据当前时刻k(k=0,…,tk)陀螺仪读数及系统姿态矩阵得到更新后的载体姿态矩阵
4)完成比力坐标转换
根据载体姿态矩阵更新后的载体姿态矩阵加速度计读数获得导航坐标系下的载体的比力
5)获取更新后的载体速度
根据与更新递推速度误差补偿前的载体速度
6)完成位置更新
输入La(-)、Lo(-)、H(-)及步骤5)所得更新得到La(+)、Lo(+)、H(+);
7)根据外部输入的载体速度真值Vk及步骤5)所得获得速度误差数据δvk;
8)根据速度误差δvk及步骤4)中所得导航坐标系下的载体的加速度完成一次基于递推的最小二乘参数辨识的惯导速度误差模型递推,得到递推结果MN,N=kΔt;
9)历元间信息传递:将步骤3)步骤5)解算得到的分别作为下一历元解算的将步骤6)所得La(+)、Lo(+)、H(+)作为下一历元解算的La(-)、Lo(-)、H(-);
10)在下一时刻k+1历元开始时,判断步骤7)中外部输入的载体速度真值Vk是否停止输入:若外部未停止输入载体速度真值,则进入步骤11),若外部停止输入载体速度真值,则进入步骤12);
11)重复步骤1)至步骤10)直至外部停止输入载体速度真值后进入步骤12);
12)根据当前k历元得到的步骤8)递推结果MN,确定捷联惯导速度误差。


2.根据权利要求1所述的一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法,其特征在于,步骤2)由俯仰角θ、横滚角γ和方位角获得载体初始姿态矩阵根据下列等式确定:



式中,O-XbYbZb载体坐标系与O-XnYnZn惯导系统固连,以载体运动方向的正前方作为坐标轴Yb的正向,载体运动方向的正上方作为坐标轴Zb的正向,载体运动方向的右侧作为坐标轴Xb的正向;导航坐标系为地理坐标系,以地理东向作为坐标轴Xn的正向,以地理北向作为坐标轴Yn的正向,以竖直面向上作为坐标轴Zn的正向系表示;意为从b系至n系的姿态旋转矩阵,俯仰角θ、横滚角γ和方位角定义如下:O-XbYbZb坐标系绕自身O-Yb轴旋转γ角,得到中间坐标系O-X1Y1Z1系,O-X1Y1Z1系绕自身O-X1轴旋转θ角,得到中间坐标系O-X2Y2Z2系,O-X2Y2Z2系绕自身O-Z2轴旋转角,从而得到O-XnYnZn系;其...

【专利技术属性】
技术研发人员:董哲
申请(专利权)人:北京遥测技术研究所航天长征火箭技术有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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