一种捷联惯导系统的纬度估计方法技术方案

本发明专利技术提出一种捷联惯导系统的纬度估计方法，属于捷联惯导纬度估算技术领域。首先获取捷联惯导系统的采集数据；然后根据获取的数据采用最优区间积分法构建纬度估计误差方程，并根据获取数据构建捷联惯导误差方程；然后根据构建的纬度估计误差方程和捷联惯导误差方程构建卡尔曼滤波方程；对建立的卡尔曼滤波方程进行求解，确定捷联惯导系统所处的纬度。本发明专利技术在抑制IMU短周期误差和白噪声的同时，实现了IMU零偏的有效分离，很好地消减了现有积分法无法分离IMU零偏对纬度估算的影响，进一步提升了纬度估算精度。步提升了纬度估算精度。步提升了纬度估算精度。

【技术实现步骤摘要】
一种捷联惯导系统的纬度估计方法


[0001]本专利技术涉及一种捷联惯导系统的纬度估计方法，属于捷联惯导纬度估算


技术介绍

[0002]传统捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System，SINS)初始对准和导航解算前需要外部系统输入一定精度的纬度信息。但在隧道测量、矿井勘探和水下导航等特殊应用中，系统无法接收卫星信号导致不能准确获取纬度信息，因此需要进行SINS纬度估算。
[0003]现有技术中，可以直接利用陀螺和加速度计测量值计算地球自转角速度和重力加速度的夹角，但对惯性元件(Inertial Measurement Unit,IMU)精度要求极高。还有利用惯性系中重力矢量变化的几何关系求解纬度，虽然惯性系的间接对准方法有很强的抗干扰效果，但估计精度易受测量噪声和基座晃动干扰的影响，又通过比力积分对测量噪声进行平滑，在以方差为标准的条件下，研究比力积分的最优区间，证明积分是抑制IMU短周期误差和白噪声的有效方式，但无法实现IMU 零偏分离，难以保证纬度估算精度。此外，还有采用纬度估本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种捷联惯导系统的纬度估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取捷联惯导系统的采集数据，包括采样时刻、载体坐标系和载体惯性系下的载体所受重力矢量、不同时刻间载体惯性系下的载体所受重力矢量夹角、地球自转角速度；2)根据获取数据利用最优区间积分法构建纬度估计误差方程，并根据获取数据构建捷联惯导误差方程；3)根据构建的纬度估计误差方程和捷联惯导误差方程构建卡尔曼滤波方程，该卡尔曼滤波方程中包含纬度信息；4)对建立的卡尔曼滤波方程进行求解，确定捷联惯导系统所处的纬度。2.根据权利要求1所述的捷联惯导系统的纬度估计方法，其特征在于，所述步骤3)中的卡尔曼滤波方程为：卡尔曼滤波方程为：卡尔曼滤波方程为：卡尔曼滤波方程为：式中，X
k
为状态方程，Z
k
为量测方程，F1为捷联惯导误差方程中的状态方程矩阵，上标～表示该值有误差，上标b代表该值处于“右
‑
前
‑
上”载体坐标系下，上标b0代表该值处于载体惯性系下，φ
E
,φ
N
,φ
U
为在东向、北向、天向的失准角，δv
E
,δv
N
,δv
U
为在东向、北向、天向的速度误差，为在“右
‑
前
‑
上”载体坐标系下x轴、y轴、z轴的陀螺零偏，为“右
‑
前
‑
上”载体坐标系下x轴、y轴、z轴的加速度计零偏，v
n
为SINS解算的载体速度，为b系到b0系的姿态矩阵；f
b
为比力信息，Δt为采样间隔，α为地球自转角度，和为b0系下t1、t2时刻的速度微分，n为历元总...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳凯迪，柴洪洲，宿楚涵，向民志，郭云飞，黄紫如，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：