一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法技术

本发明专利技术属于惯性导航系统误差补偿技术领域，具体涉及一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法，包括：建立机载惯导对准卡尔曼滤波器，对准估计滤波修正量；利用对准结束时的天向速度计算等效天向加计零位；计算等效天向加计零位引起的耦合平台偏角误差和漂移误差；计算最终的平台失准角和陀螺漂移修正值并修正，完成惯导对准误差估计修正环节。本发明专利技术在不增加额外设备的前提下，通过现有对准滤波器和对准输出，计算并补偿耦合误差，提升惯导系统对准和导航精度。系统对准和导航精度。系统对准和导航精度。

【技术实现步骤摘要】
一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法


[0001]本专利技术属于惯性导航系统误差补偿
，具体涉及一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法。

技术介绍

[0002]惯导系统现有自对准方式主要是采用卡尔曼滤波方法，以其自身惯性解算的速度位置误差作为滤波器的量测变量，结合惯导系统的误差传播方程，对惯导系统的姿态误差、速度误差、位置误差和器件误差进行估计与补偿，建立惯导系统的初始状态。其中法向轴加计零位会引起姿态误差，但是现有的卡尔曼滤波估计过程中，法向加计零位的可观测性较弱，其结果一般无法准确估计，因此加计零位耦合的姿态误差无法被常规滤波过程估计与修正，这会影响惯导系统对准精度，进而造成导航定位精度下降。尤其是当载机处于非严格的水平姿态下进行对准，如载机在位于稍有倾斜的机场平面对准，该误差项影响会更加显著。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的：提出一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法，通过对准结束时刻的天向速度计算等效天向加计零位，结合对准结束时的惯导系统姿态，计算等效天向加计零位引起的耦合平台失准角误差与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：建立惯导系统对准卡尔曼滤波器，滤波估计惯导系统对准误差；所述惯导系统对准误差包括平台失准角误差、速度误差、位置误差、陀螺漂移、加计零位；步骤2：利用惯导系统对准结束时的天向速度，计算该时刻的等效天向加计零位；步骤3：利用惯导系统对准结束时刻的惯导姿态角，计算该时刻姿态矩阵；步骤4：利用所述步骤3得到的姿态矩阵与所述步骤2得到等效天向加计零位计算耦合平台偏角误差；利用对准结束时刻姿态矩阵与耦合平台偏角误差计算陀螺漂移耦合项；所述耦合平台偏角误差是指等效天向加计零位项在惯导系统误差传播过程中引起的平台失准角误差项；所述陀螺漂移耦合项是指耦合平台偏角误差在惯导系统误差传播过程中引起的陀螺漂移量；步骤5：计算惯导系统对准过程平台偏角误差修正量与陀螺漂移修正量；所述平台偏角误差修正量包括所述步骤1中的平台失准角误差、所述步骤4中的耦合平台偏角误差；所述陀螺漂移修正量包括所述步骤1中的陀螺漂移、所述步骤4中的陀螺漂移耦合项；步骤6：利用所述步骤5计算得到的平台偏角误差修正量修正平台失准角误差；利用所述步骤5计算得到的陀螺漂移修正量修正陀螺漂移。2.根据权利要求1所述的一种修正等效天向加计零位造成对准误差的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述惯导系统对准卡尔曼滤波器的离散化的状态方程和量测方程可以表示为：其中：为时刻13维状态向量，为时刻13维状态向量，为4维量测向量，为维状态一步转移矩阵，为维量测矩阵，为13维系统噪声向量，为4维量测噪声向量；状态变量：状态变量：表示时刻对应的纬度误差、表示时刻对应的经度误差，表示时刻对应的东向速度误差、表示时刻对应的北向速度误差，表示东向平台失准角、表示北向平台失准角、表示天向平台失准角，表示载体X轴陀螺漂移、表示载体Y轴陀螺漂移、表示载体Z轴陀螺漂移，表示载体X轴加计零位、表示载体Y轴加计零位、表示载体Z轴加计零位，共13维；状态一步转移矩阵：，其中为维单位矩阵，为卡尔曼滤波转移周期，单位为秒，其中矩阵表达式如下：
矩阵中分别为地球子午圈和卯酉圈半径，分别为地球自转角速度的北向和天向分量，为地球自转角速度，为惯导系统对准时的当地纬度值，为对准期间实时姿态角对应的姿态矩阵各元素，为当地重力加速度，为惯导系统计算高度值；为惯导系统实时计算的东向、北向速度；量测变量：量测变量：为惯导系统实时计算的纬度、经度，、为输入给惯导系统的初始纬度、经度；为惯导系统实时计算的东向、北向速度；量测矩阵：以对准期间惯导系统的位置误差和速度为量测信息，估计系统的姿态、速度、位置以及器件误差，对准结束时可以估计出各项对准误差，分别为：平台失准角误差：速度误差：位置误差：陀螺漂移：
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【专利技术属性】
技术研发人员：商阳，吉翠萍，张金亮，苏婧婷，魏帅，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：