一种基于多渐消因子自适应动机座旋转调制精对准方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多渐消因子自适应动机座旋转调制精对准方法。首先，为了提高MEMS的对准精度，推导了扩展角速率量测的单轴旋转调制原理，其次，研究了多衰落因子的自适应卡尔曼滤波器，以消除扩展测量引起的模型误差，针对传统自适应方法的缺陷，建立基于BAS搜索算法的最佳渐消因子获取算法模型。通过本发明专利技术方法对具有确定参数单轴旋转调制动机座精对准方法进行验证，取得效果能够满足高精度精对准要求。对准要求。对准要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多渐消因子自适应动机座旋转调制精对准方法


[0001]本专利技术属于惯性导航领域，具体涉及一种基于多渐消因子自适应动机座旋转调制精对准方法，针对动基座精对准耗时长、精度差等特征，实现良好的对准精度。

技术介绍

[0002]捷联惯导系统是一种自主、信息量全的导航系统，初始对准是捷联惯导系统的关键技术之一。初始对准的精度影响捷联惯导系统的导航精度，初始对准的速度影响载体的快速反应能力。通常初始对准分为粗对准和精对准两个阶段。粗对准利用加速度计、陀螺的输出和已知的重力矢量、地球转速以及当地纬度等参数，直接计算出捷联矩阵。粗对准速度较快，但精度较差。卡尔曼滤波器通常被用于实现捷联惯导系统的精对准，实践证明具有较好的效果。然而受到可观测度的限制，捷联惯导系统初始对准速度和精度相互矛盾，尤其对于基于MEMS(微机电系统)的捷联惯导系统，其陀螺仪常值漂移及加速度计常值偏置大，限制了其在高端导航需求的应用。如何在最短的时间内取得最好的动机座对准精度成为当前基于MEMS的捷联惯导系统研究的热点之一。
[0003]单轴旋转调制是提高MEMS捷联惯导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多渐消因子自适应动机座旋转调制精对准方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤1)，沿Z轴的单轴旋转调制矩阵转换模型如下：其中，s系为MEMS单元坐标系，b为载体坐标系，Ω为调制角速度，角速度扩展量测方程推导过程如下：其中,与φ
n
分别为由卡尔曼滤波器估计的转移矩阵及失准角向量，b为载体坐标系，n为导航坐标系，为由载体线速度运动引起的角速度向量，在系泊条件下，为由载体线速度运动引起的角速度向量，在系泊条件下，为等效的量测噪声向量，为载体的运动角速度向量，为陀螺理论输出，为陀螺实际输出，转换式(2)为：其中，步骤2)，卡尔曼滤波模型为：其中，X为n维状态向量，Φ，G，H是关于时间的确定性矩阵函数，W，V为零均值的高斯白噪声，及是由MEMS及GNSS计算的载体在导航坐标系n中的线速度，步骤3)，自适应卡尔曼滤波的策略是选择合适的衰落因子进行调整以抑制发散，采用保持残差正交的方法来获得渐消因子，因此，k时刻的新息矢量为：其中，Z
k
为量测量，H
k
为量测矩阵，为一次预测状态向量，k时刻新息矢量的协方差阵估计值为：其中，P
k/k-1
为一步预测协方差矩阵，R
k
为量测噪声序列方差阵，C
0,k
计算方法如下：其中，b为渐消因子，其取值范围为：0.7～0.95，步骤4)，状态估计的一步预测均方误差阵P
k/k-1
的修正公式为：
其中，λ
k
＝diag(s1,s2,
…
s
n
)为对角矩阵，s
i
≥1,i＝1,2,
…
n，n为状态向量的维数；为一步转移矩阵；为系统噪声序列方差阵，新息序列互不相关是线性最优卡尔曼滤波的增益矩阵取K
k
最优值的必要条件，即：上式的等价形式为：多渐消因子自适应卡尔曼滤波的原理即通过选取...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈熙源，刘建国，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：