申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2023-12-07

公开（公告）日：2024-02-20

公开（公告）号：CN117571022A

主分类号：G01C25/00

分类号：G01C25/00

优先权：["20230217 CN 2023101305186"]

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.03.08#实质审查的生效;2024.02.20#公开

摘要：本发明公开了一种基于Kalman滤波的SINS动基座回溯对准方法。使用本发明能够提高动基座环境下捷联惯导对准的快速性和姿态对准精度，实现了对准快速性与精度间的平衡。本发明基于动基座场景下，利用里程计辅助SINS进行对准，推导逆向航位推算公式，构建SINSOD组合对准模型。为避免多次回溯迭代引入累计误差，同时削弱回溯迭代对快速性造成的影响，在分别进行1次正逆向对准计算后，利用TFS对双向对准结果进行融合修正，整段工作区间内的姿态对准误差均稳定在较小范围内。

主权项：1.一种基于Kalman滤波的SINS动基座回溯对准方法，其特征在于，包括：步骤1，完成SINS粗对准，并在粗对准过程中对整段任务区间内的IMU与OD测量数据进行储存；步骤2，完成SINS正向导航解算，获得载体的姿态、速度和位置；步骤3，构建SINSOD组合导航的系统方程和量测方程，基于步骤1存储的IMU与OD测量数据进行正向Kalman滤波精对准；其中，SINSOD组合导航的系统方程和量测方程为： 其中，X为系统状态向量，Z＝δpSINS-δpDR-MDpkτOD； HSINSOD＝[03×303×3I3×3-I3×303×303×303×203×1-MDpk]其中，上标n表示导航坐标系，上标b表示载体坐标系；上标T表示转置；φ、δv和δp分别表示东北天三个方向上惯导的姿态误差、速度误差和位置误差；ε和▽分别为陀螺漂移和加速度计零位误差，δα为设备所在坐标系与车体坐标系间存在的安装误差角，δK为里程计的标度因数误差，τOD为从里程计测量输出到IMU输出的时间异步延迟；δpSINS为惯导解算的位置误差，δpDR为航位推算的位置误差； Mvp＝-vn×2M1+M3，为导航坐标系旋转角速度，vn为惯导在导航坐标系下速度，为地球自转角速度，为导航坐标系相对地球的旋转角速度，L为所在纬度，h为导航坐标系下高度；RM、RN分别为使用航位推算地理位置计算的子午圈和卯酉圈主曲率半径；分别为导航坐标系下东向、北向速度；步骤4，基于步骤1存储的IMU数据进行逆向导航解算，获得载体逆向导航的姿态、速度和位置；步骤5，建立SINSOD组合导航的逆向系统方程和逆向量测方程，基于步骤1存储的IMU与OD测量数据进行逆向Kalman滤波精对准；其中，速度等量取反；其中，SINSOD组合导航的逆向系统方程和逆向量测方程为： Zk-1＝Hk-1Xr,k-1+Vk-116其中，下标r表示逆向过程；为逆向滤波器的状态转移矩阵，Gk,k-1为控制矩阵，Wk-1为过程噪声，Γr,k-1为噪声驱动矩阵；则逆向滤波器的离散化卡尔曼滤波方程为 和表示逆向滤波过程中对k-1时刻状态变量，表示逆向滤波过程中的预测误差方差阵、更新误差方差阵，Kr,k-1为逆向过程滤波增益矩阵；步骤6，采用双向滤波平滑方法对正、逆向精对准的结果进行融合。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种基于Kalman滤波的SINS动基座回溯对准方法

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