双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法，包括：利用导航信息角运动输出补偿对陀螺仪观测序列的影响；利用补偿后陀螺仪观测序列构建一新统计序列；基于递推协方差矩阵估计方法计算新统计序列的协方差矩阵估计序列；利用构建的随机游走模型中过程噪声协方差矩阵和新统计序列的协方差矩阵之间的代数关系，计算过程噪声协方差矩阵估计值序列并将其作为参数代入标准卡尔曼滤波方法中，计算双轴旋转调制惯性导航系统中陀螺仪随机游走误差的实时估计以及估计的协方差矩阵；基于陀螺仪随机游走估计及其协方差矩阵，补偿陀螺仪输出中包含的随机游走误差。本发明专利技术形式简单、有良好的实时性、有利于工程实践系统中应用。

【技术实现步骤摘要】
双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法
本专利技术涉及惯性导航系统中惯性器件误差抑制方法领域，更具体地说，特别涉及一种双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法。
技术介绍
对于双轴旋转调制式惯性导航系统中的光纤陀螺仪而言，其具备速率积分的特性，陀螺仪随机游走误差可以认为是角速率本身的随机游走，也可认为是角加速度白噪声的积分结果。这一误差的主要来源是：光纤回路中光子的自发辐射、相位差探测装置中探测器的散粒噪声、搭载载体的不规则机动等因素；另外，其它的相关时间比采样时间短很多高频的噪声分量，也可能会引起光纤陀螺的随机游走误差。在双轴旋转调制式惯性导航系统中，不同惯性器件误差对导航误差的影响不仅相同。由于存在时间空间上的平均作用，惯性器件误差中的常值偏差、刻度因数误差和未标定的安装误差都可以被调制。随机误差由于无法被补偿，需要通过前置滤波器根据频域特征设计FIR或IIR滤波器进行一次滤波处理。而对于双轴旋转调制式惯性导航系统而言，随机游走误差是其主要的误差源之一，且随着工作时间的增长，其影响会越来越显著。特别是陀螺仪的随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法，其特征在于，该方法基于陀螺仪量测信息动态变化模型实现，所述陀螺仪量测信息动态变化模型为：/n

【技术特征摘要】
1.一种双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法，其特征在于，该方法基于陀螺仪量测信息动态变化模型实现，所述陀螺仪量测信息动态变化模型为：

（1）
其中，为陀螺仪第k个采样时刻的量测输出；为k时刻陀螺仪量测输出中包含的随机白噪声分量；为k时刻去除随机观测噪声分量的陀螺仪量测信息状态，为k时刻由于载体运动引起的等效光纤陀螺仪的角速率变化率分量状态；为k时刻陀螺仪随机游走误差分量状态；为k时刻等效的陀螺仪随机角速率变化率的变化率等效分量；为k时刻随机游走误差的随机驱动项，为均值为零的白噪声序列；T为采样周期；
所述陀螺仪随机游走误差抑制方法包括以下步骤：
S1、利用导航信息角运动输出补偿对陀螺仪输出信号的影响；
S2、利用补偿后观测序列构建一新统计序列，满足：；
S3、基于递推协方差矩阵估计方法计算新统计序列的协方差矩阵估计序列；
S4、利用过程噪声协方差矩阵和新统计序列的协方差矩阵之间的代数关系，计算过程噪声协方差矩阵估计值序列；
S5、将过程噪声协方差矩阵估计序列作为参数代入标准卡尔曼滤波方法中，计算双轴旋转调制惯性导航系统中陀螺仪随机游走误差的实时估计以及估计的协方差矩阵；
S6、基于陀螺仪随机游走估计及其协方差矩阵，补偿陀螺仪输出中包含的随机游走误差。


2.根据权利要求1所述的双轴旋转调制式导航系统的陀螺仪随机游走误差抑制方法，其特征在于，所述步骤S2的具体方法包括：
首先、根据陀螺仪量测信息动态变化模型得出以下公式（2）、（3）：

（2）

（3）
其中，是时...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝海波，冯波，张鹏，鲁志勇，成葵交，袁宏成，赵鹏，邓胖，马学新，王恺，李珂，刘越，
申请(专利权)人：湖南跨线桥航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43