本发明专利技术涉及一种反向组合导航算法，公开了一种基于反向导航的Kalman滤波算法。目的在于提供一种反向惯性/GPS组合导航算法，对POS存储的惯性、GPS量测数据反序，进行由后向前的反向导航解算，并利用Kalman滤波技术实现惯性/GPS组合导航。通过建立反向惯性导航的姿态矩阵和速度、位置的更新方程，给出了速度、位置和姿态角的误差方程，并在此基础上选择了反向Kalman滤波器的状态量和观测量，进而给出反向Kalman滤波器的滤波模型。对惯性/卫星数据进行时间序列上由后向前的反向处理后，即可根据本发明专利技术提供的方法进行反向惯性/GPS组合导航，此方法的优点在于：提供了一种新的后处理方式，为提高POS的精度开辟了一条新路径，同时拓展Kalman滤波系数应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种反向组合导航算法,特别是反向惯性/GPS(Global PositioningSystem)组合导航算法。
技术介绍
通常的惯性/GPS组合导航算法是对测量数据构成的时间序列进行由前向后的实时正向处理，而POS(Position and Orientation System)存储了整个任务过程中的量测数据。针对POS的事后处理过程无实时性要求且所有量测数据都已知的特点，可通过反向导航对POS存储的量测数据进行由后向前的事后处理，从而为提高POS的精度开辟一条新路径，同时拓展Kalman滤波系数应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反向惯性/GPS组合导航算法，对POS存储的惯性、GPS量测数据反序，在反序过程中同时对陀螺仪的测量值取反号，进行由后向前的反向导航解算，并利用Kalman滤波技术实现惯性/GPS组合导航。本专利技术是这样实现的一种基于反向导航的Kalman滤波算法，是一种对导航信息数据进行后处理Kalman滤波算法，其中，在滤波过程中，使用如下所述的方程式反向惯导系统的姿态矩阵和速度、位置的更新方程为权利要求1. 一种基于反向导航的Kalman滤波算法，是一种对导航信息数据进行后处理Kalman 滤波算法，其特征在于在滤波过程中，使用如下所述的方程式反向惯导系统的姿态矩阵和速度、位置的更新方程为全文摘要本专利技术涉及一种反向组合导航算法，公开了一种基于反向导航的Kalman滤波算法。目的在于提供一种反向惯性/GPS组合导航算法，对POS存储的惯性、GPS量测数据反序，进行由后向前的反向导航解算，并利用Kalman滤波技术实现惯性/GPS组合导航。通过建立反向惯性导航的姿态矩阵和速度、位置的更新方程，给出了速度、位置和姿态角的误差方程，并在此基础上选择了反向Kalman滤波器的状态量和观测量，进而给出反向Kalman滤波器的滤波模型。对惯性/卫星数据进行时间序列上由后向前的反向处理后，即可根据本专利技术提供的方法进行反向惯性/GPS组合导航，此方法的优点在于提供了一种新的后处理方式，为提高POS的精度开辟了一条新路径，同时拓展Kalman滤波系数应用范围。文档编号G01C21/20GK102997921SQ201110273048公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日专利技术者尚克军, 李文耀, 周东灵, 张勤拓, 扈光锋, 刘辉, 周祖洋, 邱宏波, 刘峰 申请人:北京自动化控制设备研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于反向导航的Kalman滤波算法，是一种对导航信息数据进行后处理Kalman滤波算法，其特征在于：在滤波过程中，使用如下所述的方程式：反向惯导系统的姿态矩阵和速度、位置的更新方程为：Cbk-1n=Cbkn-TCbkn[ωibkb-(Cbkn)T(ωiekn+ωenkn)]×---(1a)式中：k表示计算的当前时刻，真实的当前时刻；k?1表示计算的前一时刻，真实的当前时刻；T为反向惯导系统的解算周期，单位：秒，确定后为常量；为载体系b系向导航系n系，即北天东地理坐标系，转化的姿态转移矩阵，3×3维；其中ωie为地球自转角速率，单位：弧度/秒，为反向惯导系统的纬度，单位：弧度；其中vN、vE分别为反向惯导系统的北向速度、东向速度，单位：米/秒，RM、RN分别为地球子午圈、卯酉圈半径，单位：米，h为反向惯导系统的高度，单位：米；ωibb=-ωibxb-ωibyb-ωibzbT,分别为载体系x轴陀螺测量值、y轴陀螺测量值、z轴陀螺测量值，单位：弧度/秒；表示的反对称矩阵；venk-1n=venkn-T[Cbknfk-1b-(2ωiekn+ωenkn)×venkn+gkn]---(1b)式中：venn=vNvUvET,其中vU为反向惯导系统的垂向速度，单位：米/秒；在第一次进行反向导航解算的时候，使速度初值反向，即此速度初值为真实导航过程中速度最后一个值；fb=fxbfybfzbT,分别为载体系x轴加速度计测量值、y轴加速度计测量值、z轴加速度计测量值，单位：米/秒2；gn＝[0?g?0]T，其中g为地球的重力加速度，单位：米/秒2；式中：λ为反向惯导系统的经度，单位：弧度；反向惯导系统的速度、位置和姿态角误差方程为：式中：δλ分别为反向惯导系统的纬度、经度误差，单位：弧度；δh为反向惯导系统的高度误差，单位：米；fn＝[fN?fU?fE]T，其中fN、fU、fE分别为北向加速度、垂向加速度、东向 加速度，单位：米/秒2；δfn=Cbn▿xb▿yb▿zbT,其中分别为载体系x轴加速度计零偏误差、y轴加速度计零偏误差、z轴加速度计零偏误差，单位：米/秒2；φ＝[φN?φU?φE]T，其中φN、φU、φE分别为反向惯导系统的北向失调角、垂向失调角、东向失调角，单位：弧度；δvenn=δvNδvUδvET,其中δvN、δvU、δvE分别表示反向惯导系统的北向速度误差、垂向速度误差和东向速度误差，单位：米/秒；δgn＝[0?δg?0]T；δωibb=-ϵxb-ϵyb-ϵzbT,其中分别为处理成一阶马尔可夫过程的载体系x轴陀螺漂移误差、y轴陀螺漂移误差、z轴陀螺漂移误差，单位：弧度/秒。FDA0000091444150000012.tif,FDA0000091444150000013.tif,FDA0000091444150000014.tif,FDA0000091444150000015.tif,FDA0000091444150000017.tif,FDA0000091444150000018.tif,FDA0000091444150000019.tif,FDA0000091444150000022.tif,FDA0000091444150000024.tif,FDA0000091444150000025.tif,FDA0000091444150000026.tif,FDA0000091444150000027.tif,FDA0000091444150000028.tif,FDA0000091444150000029.tif,FDA0000091444150000032.tif,FDA0000091444150000034.tif,FDA0000091444150000035.tif,FDA0000091444150000037.tif...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尚克军，李文耀，周东灵，张勤拓，扈光锋，刘辉，周祖洋，邱宏波，刘峰，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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