一種針對慣導系統(tǒng)組合綜合校正方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種針對慣導系統(tǒng)組合綜合校正方法，適用于平臺式慣導系統(tǒng)，屬于 慣導系統(tǒng)誤差補償技術領域。
【背景技術】
[0002] 綜合校正方法主要包括多位置綜校和最優(yōu)綜校兩種，二者各有其優(yōu)缺點。多位置 綜校利用了慣導系統(tǒng)的誤差積累特性，對隨機噪聲的過濾效果較好，陀螺零偏估計結果可 靠性高;其缺點為所需時間長，特別是對于外觀測信息僅由GPS提供的情況，至少需要三個 位置才能完成對陀螺零偏的估計。最優(yōu)綜校優(yōu)缺點與多位置法正好相反，最優(yōu)綜校只利用 一個位置點上的連續(xù)觀測就完成了對陀螺零偏的估計，所需時間大幅縮短，但由于沒有利 用到慣導系統(tǒng)的誤差積累特性，估計結果受隨機噪聲的影響較大。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術存在的不足，提出一種針對慣導系統(tǒng)組合綜合 校正方法，該方法能夠對長航時慣導系統(tǒng)誤差進行抑制。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的。
[0005] -種針對慣導系統(tǒng)組合綜合校正方法，包括如下步驟：
[0006]步驟一、根據(jù)載體的位置信息獲得最優(yōu)綜校方法的誤差模型系數(shù)，確定最優(yōu)綜校 方法誤差模型；
[0007]步驟二、設載體在\時刻和\時刻接收外部觀測信息，基于傳統(tǒng)多位置綜合校正方 法，獲取限制條件；
[0008]步驟三、將所述限制條件引入到最優(yōu)綜校方法的誤差模型中，構成組合綜校方法 的誤差模型；
[0009]步驟四、根據(jù)所述組合綜校方法的誤差模型，采用受限卡爾曼濾波器對陀螺北向 零偏εno和天向零偏εuo進行估計；
[0010] 步驟五、根據(jù)步驟四得到的陀螺北向零偏εΝ()和天向零偏ευο估計值對慣導系統(tǒng)進 行補償；
[0011] 至此，得到一個慣導系統(tǒng)陀螺零偏的估計方法，對陀螺零偏進行補償后可有效抑 制慣導系統(tǒng)的發(fā)散誤差。
[0012 ]進一步地，本發(fā)明所述限制條件為：
[0013]
[0014]其中，ω1(3為地球自轉角速度，穸表示載體所處煒度，&(t2)和知(Μ為^時刻的慣 導系統(tǒng)經(jīng)煒度誤差，A 時刻和^時刻的時間差。
[0015]進一步地，本發(fā)明所述步驟五中還包括利用GPS輸出的經(jīng)煒度ACP#P對慣導系 統(tǒng)的位置輸出進行重調。
[0016] 有益效果：
[0017]本發(fā)明將兩個位置點間慣導系統(tǒng)的積累誤差作為限制條件引入到最優(yōu)綜校過程 中。因而本方法既利用了相鄰位置點間的積累誤差也利用了每個位置點的連續(xù)觀測信息， 實現(xiàn)了對外觀測信息充分利用，達到傳統(tǒng)多位置綜合校正方法和最優(yōu)綜校方法的互補，其 相比于已有的綜合校正方法相比，本發(fā)明在慣導系統(tǒng)陀螺零偏的估計速度和估計精度方面 都有明顯的改善，慣導系統(tǒng)的發(fā)散誤差可以得到有效抑制。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明針對慣導系統(tǒng)組合綜合校正方法的流程圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的具體實施例中的慣導系統(tǒng)北向陀螺零偏估計誤差示意圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明的具體實施例中的慣導系統(tǒng)天向陀螺零偏估計誤差示意圖；
[0021] 圖4為本發(fā)明的具體實施例中的東向速度誤差補償效果示意圖；
[0022] 圖5為本發(fā)明的具體實施例中的經(jīng)度誤差補償效果示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明的具體實施例中的煒度誤差補償效果示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明的具體實施例中的東向失準角補償效果示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0026]本發(fā)明的基本原理是：用一個等式對傳統(tǒng)多位置綜校方法的工作原理進行了歸 納，隨后將該等式作為狀態(tài)限制條件引入到傳統(tǒng)最優(yōu)綜校過程中，采用受限卡爾曼濾波器 對陀螺零偏進行估計，估計結束后對陀螺零偏進行補償。
[0027]本發(fā)明一種針對慣導系統(tǒng)組合綜合校正方法，如圖1所示，具體過程為：
[0028]步驟一、根據(jù)載體的位置信息獲得最優(yōu)綜校方法的誤差模型系數(shù)，確定最優(yōu)綜校 方法誤差模型，如式(1)所示，
[0029]
[0030]式中，w=[wewnwu]T為隨機白噪聲向量，
[0031]
[0032]
[UUJJJ共T，0ie乃觀；日符用巡皮，衣不軟件尸/r處瑋皮；φΕ,ιρΝ邪物方別衣不ΤΗ様秒 角的東向，北向和天向分量；εΕ，￡ν和ευ分別表不東向，北向和天向陀螺漂移，εΕ0,εΝ0和ευο分 別表不東向，北向和天向陀螺的零偏。入1奶和％V5為慣導系統(tǒng)輸出的經(jīng)煒度，^^5和的將為 GPS輸出的經(jīng)煒度，δλ(；Ρ5和?5^,ΛνSGPS的經(jīng)煒度定位誤差，δλ和知表示慣導系統(tǒng)經(jīng)煒度誤 差。
[0034] 步驟二、設載體在t時刻和^時刻接收外部觀測信息，基于傳統(tǒng)多位置綜合校正方 法，獲取限制條件如式(13)所示，
[0035]
[0036] 其中，δλ(?2)和#(W為t2時刻的外部觀測信息，Δ七為。時刻和t2時刻的時間差。
[0037] 以下對限制條件的推導過程進行詳細說明：
[0038] 設載體在^時刻接收到第一次外部觀測，此時根據(jù)GPS的位置信息對慣導系統(tǒng)的 位置進行重調，重調后有
[0039]
[0040]對于長航時慣導系統(tǒng)，通常要求系統(tǒng)工作在阻尼模式下，系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，水平失 準角近似為〇,此時有
[0041]
[0042]其中，Φe，ΦN和Φu分別表不東向、北向和天向失準角，δθΕ，δθΝ和δθυ分別表不東 向、北向和天向的位置誤差角
[0043] 由式(2)和式(3)可得
[0044]
[0045] 又由導航坐標系與qep坐標系之間的轉換關系可得
[0046]
[0047] 式中:ι^?ρ即為平臺漂移角在qep坐標系三軸上的分量。
[0048]之后在t2時刻，載體接收到第二次外部觀測，由慣導系統(tǒng)經(jīng)煒度誤差與平臺漂移 角之間的關系可得
[0049]
[0050]又由平臺漂移角的誤差方程可得
[0051]
[0052] 式中：Δt=t2-ti，ε^ο、ε0〇、ερ〇為陀螺零偏在qep坐標系二個軸上的分量，聯(lián)立式 (5)、式(6)、式(7)三式可得
[0053]
[0054] 希望得到是陀螺零偏（8卩eqQ、％〇、εΡ〇)和觀測量（S卩δλ(?2)和#(4))間的關系，因而 應當設法在式(8)中消去姒"和隊⑴）。此外，由于選用位置誤差作為觀測時，W是不可觀 的，因此，也可以優(yōu)先消去ε。直觀地，將式(8)