基于光纤捷联惯性导航系统的增强中断对准方法技术方案

提供一种基于光纤捷联惯性导航系统的增强中断对准方法，属于惯性导航系统的初始对准技术领域，首先，在卡尔曼滤波对准的姿态角、航向角收敛稳定后，通过监测运载体地面角运动、线运动情况在对准过程做中断处理；其次，判断运载体航向转动范围，满足条件后，将滤波参数按速度误差进行适配化调整继续进行对准；最后，利用增强中断对准估计的光纤陀螺常值漂移和加速度计常值偏置对导航解算过程中的光纤陀螺和加速度计数据实时修正。本方法能够在无外界信息的情况下提高对准精度，实现对陀螺常值漂移和加速度计常值偏置估计，最终达到提高系统导航解算精度的目的。系统导航解算精度的目的。系统导航解算精度的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤捷联惯性导航系统的增强中断对准方法


[0001]本专利技术属于惯性导航系统的初始对准
，具体涉及一种基于光纤捷联惯性导航系统的增强中断对准方法，特别是实际机载运行环境中，运载体存在一定的地面运动，而运动状态及转动角度无法准确固定且无外界参考信息情况下的一种对准方法。

技术介绍

[0002]光纤捷联惯性导航系统的初始对准技术，是运载体进入导航阶段之前必须经历的阶段，其精度直接影响最终系统的导航解算精度，是决定系统性能的关键技术之一，整个对准过程一般分为粗对准和精对准两个部分。粗对准过程结束后系统获得失准角，在此基础上进行卡尔曼滤波精对准，针对系统的量测噪声和系统噪声，依据噪声特性利用统计学的方法进行更加精确的初始失准角估计并予以补偿。但在传统的卡尔曼滤波精对准中，方位失准角的观测性较差，同时不能对光纤陀螺常值漂移和加速度计常值偏置做出有效估计。如何在无外界信息情况下，提高运载体对准精度并有效估计光纤陀螺常值漂移和加速度计常值偏置，进一步达到提高系统导航解算精度的目的，是初始对准领域需解决的问题。
专利技术内容
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光纤捷联惯性导航系统的增强中断对准方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)：建立基于北
‑
西
‑
天导航坐标系的光纤捷联惯导静基座系统的速度误差方程和姿态误差方程：速度误差方程：姿态误差方程：其中，δv
n
表示速度误差，表示在导航坐标系n系中加速度计的测量误差，f
n
表示导航坐标系n系中加速度计的测量值，φ表示失准角误差，表示在导航坐标系n系中光纤陀螺的测量误差,为地球自转角速度；步骤(2)：基于步骤(1)建立以水平速度误差、失准角误差、水平加速度计常值偏置和光纤陀螺常值漂移为状态向量X的状态方程以及以水平速度为观测的量测方程，以此作为增强中断对准的卡尔曼滤波状态空间模型：状态方程：观测方程：Z＝HX+V其中，W为系统噪声向量，V为观测噪声向量，F为转移矩阵，H为观测矩阵；步骤(3)：根据得到的卡尔曼滤波模型,在运载体静态情况下，以光纤捷联惯性导航系统的速度作为观测量，对状态量中的失准角误差和水平速度误差进行估计并实时做反馈校正补偿，在卡尔曼滤波过程中不断修正导航解算过程，使其接近真实导航坐标系；步骤(4)：卡尔曼滤波对准的姿态角、航向角收敛稳定后，建立运载体的角运动和线运动监测模型，基于导航解算得出的航向变化和地速值对运载体的运动状态实时监控，实时判别出其是否处于运动状态，若处于运动过程中，在对准过程中做中断处理，即不再使用步骤(3)中的速度量测方程进行卡尔曼滤波量测更新，仅继续进行卡尔曼滤波时间更新处理，并停止步骤(3)中对导航解算的补偿；此过程同时累积计算运动过程中运载体的航向转动角度B_H；运载体的角运动和线运动监测模型如下：1)计算航向角的1s滑动偏差dH；2)计算运载体地速3)设定阀值T
H
和T
V
，当dH>T
H
且V>T
V
时，则判断运载体处于运动状态中，其余情况下处于静态；步骤(5)：当检测到运载体处于静态时，检测运载体航向转动角度是否处于90
°±
n
°
(5≤n≤30)范围内，若在此范围内则将滤波参数按速度误差进行适配化调整，恢复步骤(3)卡尔曼滤波量测更新过程以及对导航解算的补偿过程；步骤(6)：增强中断对准时间到后，得到状态量中的光纤陀螺常值漂移和加速度计常值偏置的最终估计值，在后续系统导航解算过程中，对实时采集的光纤陀螺和加速度计数据做修正补偿。2.根据权利要求1所述的基于光纤捷联惯性导航系统的增强中断对准方法，其特征在
于：上述步骤(1)中，所述速度误差方程：中，则姿态误差方程：中，则其中，δv
n
表示速度误差，表示在导航坐标系n系中加速度计的测量误差，f
n
表示导航坐标系n系中加速度计的测量值，φ表示失准角误差，表示在导航坐标系n系中光纤陀螺的测量误差,为地球自转速度展开式中的δV
N
、δV
W
、δV
U
分别表示北向速度误差、西向速度误差和天向速度误差，其中下标N、W、U表示北、西、天，式...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆丹妮，党奇，范超，王鹏，刘世鹏，刘冬冬，尚永爽，高建明，
申请(专利权)人：陕西宝成航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：