【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惯性导航领域，尤其涉及一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法。
技术介绍
1、激光惯导惯性测量单元（imu）组件标定是高精度激光惯性导航领域关键技术。常规激光惯导标定仅关注惯性器件常值零偏与刻度系数的标定，而实际上，在线运动、角运动环境下，线运动与角运动耦合会产生扭转力矩，使得imu组件敏感轴发生扭转，即出现弹性变形，进而形成等效安装偏差，导致imu组件量测动态误差。imu组件包含陀螺组件与加速度计组件，本专利针对加速度计组件动态误差补偿问题，亟需提出一种加速度计组件量测动态误差建模与补偿方法，以提升激光惯导在旋转调制等高动态环境下的导航精度，具有重大工程意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、本专利技术提供一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，该方法包括以下步骤：
4、设计惯性导航标定软件，软件中建立了加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型和量测动态误差模型；惯性导航标定软件以陀螺量测角增量与加速度计量测速度增量为输入，实现惯导初始对准、姿态更新、速度更新和位置更新计算，以及加速度计组件动态误差的卡尔曼滤波估计；
5、惯导静止完成初始对准过程后，做线运动与角运动耦合运动，采集陀螺加速度计标定数据，输入惯性导航标定软件，完成包括加速度计
6、根据辨识得到的加速度计组件动态误差模型参数，计算得到动态误差实时补偿数值，乘以采样周期得到动态速度增量误差补偿量，将加速度计速度增量扣除动态速度增量误差补偿量，完成加速度计量测动态误差在线补偿，补偿后的加速度计速度增量用于后续导航更新计算。
7、进一步地，本专利技术的该方法中建立加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型的方法包括：
8、在线运动与角运动条件下，加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度是输入比力的函数；
9、输入比力由加速度计组件测量得到：
10、
11、上标b表示矢量为加速度计组件坐标系b系下的矢量投影；
12、比力微分记为，即：
13、
14、是与的函数，即加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型：
15、
16、其中、为待标定辨识模型参数。
17、进一步地，本专利技术的该方法中建立加速度计组件量测动态误差模型的方法包括：
18、记加速度计组件量测动态误差为，弹性形变角度为小角度，则由导致的加速度计量测误差为：
19、
20、将加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型的公式带入得：
21、
22、记
23、
24、其中
25、
26、
27、依据矩阵乘法进行恒等变换，得到加速度计组件量测动态误差模型如下：
28、
29、
30、式中，
31、
32、
33、矩阵。
34、进一步地，本专利技术的该方法中加速度计组件动态误差的卡尔曼滤波估计的方法包括：
35、基于卡尔曼滤波最优估计方法，实现加速度计组件量测动态误差参数与的标定辨识，以与的元素扩展卡尔曼滤波系统状态，状态量微分方程为：
36、
37、
38、与扩展状态量相关的系统方程为：
39、
40、。
41、进一步地，本专利技术的该方法中卡尔曼滤波的状态量为惯性导航领域常用状态量，包括：平台失准角误差、速度误差、经纬度误差、陀螺零偏误差、加速度计零偏误差、陀螺刻度系数误差、加速度计刻度系数误差；基于捷联惯导误差方程构建系统方程，以静基座下位置和速度为观测量构建量测方程，进行卡尔曼滤波时间更新与量测更新，实现状态量参数最优估计。
42、进一步地，本专利技术的该方法中完成加速度计量测动态误差在线补偿的方法包括：
43、基于辨识出的模型参数和，由加速度计组件量测动态误差模型的公式计算加速度计组件量测动态误差，重写加速度计组件量测动态误差模型的公式如下：
44、
45、
46、加速度计组件量测动态误差在线补偿方法如下：
47、
48、其中，为动态误差校正后的加速度计比力量测，用于惯导速度数值积分运算，以提升激光惯导速度精度。
49、本专利技术提供一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的系统，包括：
50、惯性导航标定软件单元，用于在软件中建立加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型和量测动态误差模型；惯性导航标定软件以陀螺量测角增量与加速度计量测速度增量为输入，实现惯导初始对准、姿态更新、速度更新和位置更新计算，以及加速度计组件动态误差的卡尔曼滤波估计；
51、参数标定辨识单元，用于在惯导静止完成初始对准过程后，做线运动与角运动耦合运动，采集陀螺加速度计标定数据，输入惯性导航标定软件，完成包括加速度计组件动态误差模型参数在内的标定参数辨识；
52、误差在线补偿单元，用于根据辨识得到的加速度计组件动态误差模型参数，计算得到动态误差实时补偿数值，乘以采样周期得到动态速度增量误差补偿量，将加速度计速度增量扣除动态速度增量误差补偿量，完成加速度计量测动态误差在线补偿，补偿后的加速度计速度增量用于后续导航更新计算。
53、本专利技术产生的有益效果是：
54、本专利技术提供一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，该方法基于激光惯导加速度计组件敏感轴弹性变形动态误差效应，设计一种加速度计组件动态误差补偿模型，实现激光惯导加速度计组件动态误差高精度补偿。
55、本专利技术相对传统标定技术，考虑了线运动与角运动耦合环境下，加速度计组件敏感轴扭转弹性形变导致的动态误差，通过对加速度计量测动态误差进行建模、标定辨识与在线补偿，提升激光惯导导航速度精度，具有重大工程实用价值。
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1.一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中建立加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型的方法包括：
3.根据权利要求2所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中建立加速度计组件量测动态误差模型的方法包括：
4.根据权利要求3所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中加速度计组件动态误差的卡尔曼滤波估计的方法包括：
5.根据权利要求4所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中卡尔曼滤波的状态量为惯性导航领域常用状态量，包括：平台失准角误差、速度误差、经纬度误差、陀螺零偏误差、加速度计零偏误差、陀螺刻度系数误差、加速度计刻度系数误差；基于捷联惯导误差方程构建系统方程，以静基座下位置和速度为观测量构建量测方程，进行卡尔曼滤波时间更新与量测更新，实现状态量参数最优估计。
6.根据
7.一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中建立加速度计组件敏感轴扭转弹性形变角度模型的方法包括：
3.根据权利要求2所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中建立加速度计组件量测动态误差模型的方法包括：
4.根据权利要求3所述的用于激光惯导系统加速度计组件量测动态误差补偿的方法，其特征在于，该方法中加速度计组件动态误差的卡尔曼滤波估计的方法包括：
5.根据权利要求4所述的用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：余育涛，师慧娜，李锋，孙红宾，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：
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