一种传递对准方法技术

本申请涉及一种传递对准方法

【技术实现步骤摘要】
一种传递对准方法、系统、设备及存储介质


[0001]本申请涉及惯性导航的
，尤其是涉及一种传递对准方法
、
系统
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]微机电系统
(micro
‑
electro
‑
mechanical system
，
MEMS)
技术的成熟发展使得这一技术在制造业得到广泛应用
。
在惯性导航领域，应用这一技术研制的
MEMS
陀螺仪和加速度计的性能越来越高
。
与全球卫星导航系统
(global navigation satellite system
，
GNSS)
结合形成组合导航系统
(integrated navigation system
，
INS)
，实现机载应用，达到提供高精度的定位
、
定速及姿态航向信息的效果
。
[0003]与常值陀螺仪相比，
MEMS
陀螺仪的陀螺仪漂移加速度系数较大，在机载传递对准过程中，为了加快滤波器的收敛速度
、
提高对准精度，要求载体做大机动运动，以提供足够的加速度和角速度提高对准中滤波器状态变量的可观测性和估计时的稳定性，这将导致陀螺仪漂移加速度系数变得更大
。
陀螺仪漂移加速度系数变大会影响子惯导的对准精度和对准速度，同时也将影响飞行中的组合导航系统的导航精度
。
如何降低陀螺仪漂移加速度系数对组合导航系统导航精度的影响，是当前需要解决的问题
。

技术实现思路

[0004]为了降低陀螺仪漂移加速度系数对组合导航系统导航精度的影响，本申请提供了一种传递对准方法
、
系统
、
设备及存储介质
。
[0005]在本申请的第一方面，提供了一种传递对准方法
。
该方法包括：根据主惯导发送的导航参数，初始化子惯导的导航参数，主惯导的导航精度高于所述子惯导；根据主惯导的导航参数和子惯导的导航参数，使用捷联惯性导航算法，得到子惯导的速度数据
、
位置数据
、
姿态数据
、
加速度数据和角速度数据；将速度数据
、
姿态数据
、
加速度数据和角速度数据分别输入滤波模型得到对应的速度误差
、
姿态误差
、
陀螺漂移误差
、
加速度计零偏误差和陀螺漂移加速度系数；根据速度误差
、
姿态误差
、
陀螺漂移误差
、
加速度计零偏误差和陀螺漂移加速度系数补偿所述子惯导的导航参数
。
[0006]由以上技术方案可知，通过高精度的主惯导发送的导航参数对子惯导进行初始化，完成初始化之后，根据捷联惯性导航算法，计算得到子惯导的各种参数，然后将子惯导的各种参数输入至滤波模型中，得到各种参数对应的误差值，然后根据误差值完成对子惯导的导航参数的补偿，进而实现对子惯导所在的组合导航系统导航精度的提高，也降低了陀螺仪漂移加速度系数对组合导航系统导航精度的影响
。
[0007]在一种可能的实现方式中，主惯导发送的导航参数包括主惯导位置
、
主惯导速度
、
主惯导角速度和主惯导加速度；根据主惯导发送的导航参数，初始化子惯导的导航参数，包括：
获取主惯导和子惯导之间的杆臂，杆臂是指主惯导和子惯导在主惯导载体坐标系中的坐标偏差；根据主惯导位置和杆臂，确定子惯导对应的子惯导位置；确定杆臂速度，杆臂速度为主惯导角速度和杆臂的乘积；根据杆臂速度和子惯导位置，初始化子惯导的导航参数
。
[0008]由以上技术方案可知，通过杆臂效应补偿，实现对子惯导的位置和杆臂速度进行补偿，减小了主惯导和子惯导之间的由于坐标系不同产生的误差，进而实现对组合导航系统导航精度的提高
。
[0009]在一种可能的实现方式中，滤波模型根据误差方程和观测方程进行离散化处理后得到
。
[0010]在一种可能的实现方式中，滤波模型为其中，
X
k
为子惯导
k
时刻的状态向量，
W
k
为子惯导
k
时刻的驱动噪声随机向量，
Φ
k+1,k
为子惯导由
k
时刻到
k+1
时刻的状态转移矩阵，
Z
k+1
为子惯导
k+1
时刻的量测向量，
H
k+1
为子惯导
k+1
时刻的量测矩阵，
V
k+1
为子惯导
k+1
时刻的量测噪声随机向量
。
[0011]在一种可能的实现方式中，误差方程为其中，
X
为传递对准的状态向量，
F
为系统矩阵，
G
为驱动噪声矩阵，
W
为驱动噪声随机向量；在状态向量中，
Φ
n
为子惯导的三维姿态误差，
δ
V
n
为子惯导的三维速度误差，为子惯导中陀螺仪的三维常值漂移，为子惯导中加速度计的三维常值零偏，
μ
为主惯导与子惯导之间的三维安装误差角，
p
为子惯导的三维陀螺漂移加速度系数；在
F
中分别为导航坐标系相对惯性坐标系的旋转角速度
、
地球坐标系相对惯性坐标系的旋转角速度
、
导航坐标系相对地球坐标系的旋转角速度在导航坐标系中的投影，为子惯导的比力在导航坐标系内的投影，为子惯导姿态矩阵，03
×3为三阶零矩阵，
P
g
为陀螺仪漂移加速度系数矩阵；
在所述驱动噪声矩阵中，13
×3为三阶单位矩阵；在驱动噪声随机向量中，为陀螺仪的随机误差，为加速度计的随机误差，
η
为位置误差角的随机变化率，和
η
均为三维高斯白噪声
。
[0012]在一种可能的实现方式中，陀螺仪漂移加速度系数矩阵为其中，为比力在机体坐标系
i
轴上的投影
。
[0013]由以上技术方案可知，通过将比力在机体坐标系的
x
轴
、y
轴
、z
轴上的投影估计出来，为对子惯导对应的导航参数进行补偿提供数据基础，进而达到提高传递对准和组合导航的精度
。
[0014]在一种可能的实现方式中，量测向量
、
量测矩阵和量测噪声随机向量满足量测方程，量测方程为
Z
＝
HX+V
；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种传递对准方法，其特征在于，包括：根据主惯导发送的导航参数，初始化子惯导的导航参数，所述主惯导的导航精度高于所述子惯导；根据所述主惯导的导航参数和所述子惯导的导航参数，使用捷联惯性导航算法，得到所述子惯导的速度数据
、
位置数据
、
姿态数据
、
加速度数据和角速度数据；将所述速度数据
、
所述姿态数据
、
所述加速度数据和所述角速度数据分别输入滤波模型得到对应的速度误差
、
姿态误差
、
陀螺漂移误差
、
加速度计零偏误差和陀螺仪漂移加速度系数；根据所述速度误差
、
所述姿态误差
、
所述陀螺漂移误差
、
所述加速度计零偏误差和陀螺漂移加速度系数补偿所述子惯导的导航参数
。2.
根据权利要求1所述的传递对准方法，其特征在于，所述主惯导发送的导航参数包括主惯导位置
、
主惯导速度
、
主惯导角速度和主惯导加速度；所述根据主惯导发送的导航参数，初始化子惯导的导航参数，包括：获取所述主惯导和所述子惯导之间的杆臂，所述杆臂是指所述主惯导和所述子惯导在主惯导载体坐标系中的坐标偏差；根据所述主惯导位置和所述杆臂，确定所述子惯导对应的子惯导位置；确定杆臂速度，所述杆臂速度为所述主惯导角速度和所述杆臂的乘积；根据所述杆臂速度和所述子惯导位置，初始化所述子惯导的导航参数
。3.
根据权利要求1所述的传递对准方法，其特征在于，所述滤波模型根据误差方程和观测方程进行离散化处理后得到
。4.
根据权利要求3所述的传递对准方法，其特征在于，所述滤波模型为其中，
X
k
为所述子惯导
k
时刻的状态向量，
W
k
为所述子惯导
k
时刻的驱动噪声随机向量，
Φ
k+1,k
为所述子惯导由
k
时刻到
k+1
时刻的状态转移矩阵，
Z
k+1
为所述子惯导
k+1
时刻的量测向量，
H
k+1
为所述子惯导
k+1
时刻的量测矩阵，
V
k+1
为所述子惯导
k+1
时刻的量测噪声随机向量
。5.
根据权利要求3所述的传递对准方法，其特征在于，所述误差方程为其中，
X
为传递对准的状态向量，
F
为系统矩阵，
G
为驱动噪声矩阵，
W
为驱动噪声随机向量；在所述状态向量中，
Φ
n
为所述子惯导的三维姿态误差，
δ
V
n
为所述子惯导的三维速度误差，为所述子惯导中陀螺仪的三维常值漂移，为所述子惯导中加速度计的三维常值零...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昆，成丹，宋歌，
申请(专利权)人：北京中捷时代航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：