申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2022-07-15

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN115265590B

主分类号：G01C25/00

分类号：G01C25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2022.11.18#实质审查的生效;2022.11.01#公开

摘要：本发明公开了一种双轴旋转惯导动态误差抑制方法，步骤为：S1、构建坐标系，确定陀螺和加速度计的安装误差矩阵；S2、确定双轴旋转惯导在导航坐标系下的误差方程；S3、构建三十六维卡尔曼滤波器；S4、双轴转位机构根据设计的转位路径进行转动，将该过程中的角速率数据和比力数据作为标定数据；S5、利用卡尔曼滤波算法和卡尔曼滤波器处理标定数据，以得到卡尔曼滤波器中的状态量估计值；S6、利用标定参数得到标定后输出的角速率和比力、以及经过加速度计内杆臂补偿的加速度，进而解算得到导航结果；该方法全面考虑零偏、标度因素、安装误差、加速度计二阶非线性系数和加速度计内杆臂导致的双轴旋转惯导动态误差，应用简便、精度高，实用性佳。

主权项：1.一种双轴旋转惯导动态误差抑制方法，其特征在于，步骤如下：S1、构建陀螺敏感轴系、加速度计敏感轴系、IMU坐标系、地心惯性坐标系、地球坐标系和导航坐标系，并确定陀螺的安装误差矩阵和加速度计的安装误差矩阵；S2、基于IMU的零偏、标度因素、安装误差、加速度计二阶非线性系数和加速度计内杆臂引发的误差，确定双轴旋转惯导在导航坐标系下的误差方程；S3、基于双轴旋转惯导的误差方程，构建三十六维卡尔曼滤波器，包括三十六维卡尔曼滤波器的状态量、三十六维卡尔曼滤波器滤波器的状态方程、三十六维卡尔曼滤波器滤波器的观测方程和卡尔曼滤波估计结果的反馈补偿形式；其中，三十六维卡尔曼滤波器的状态量包含双轴旋转惯导的姿态误差角速度误差δV，位置误差δP，陀螺的标定参数误差Xg，加速度计的标定参数误差Xa，加速度计二阶非线性系数标定误差XKa2和内杆臂误差Xr；S4、标定试验：开机预热完成后，双轴转位机构根据设计的转位路径进行转动，保存该过程中由双轴旋转惯导的陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，作为标定数据；其中，转位路径应设计应满足：双轴旋转惯导惯性测量单元的每个轴均经过单方向的两次180°旋转，以及惯性测量单元的每个轴均历经指天、指地两个位置；S5、利用卡尔曼滤波算法和步骤S3构建的卡尔曼滤波器对步骤S4的标定数据进行处理，使卡尔曼滤波器中的状态量从初值开始随步骤S4的多次转位而得到不断迭代和反馈补偿，最终获得卡尔曼滤波器中的状态量估计值；其中，三十六维状态量的初值基于双轴旋转的初对准结果和仪器参数进行赋值；在最优的卡尔曼滤波器中的状态量估计值中，关于惯性器件误差的状态量分量为标定参数；S6、将标定参数代入陀螺的标定模型和加速度计的标定模型中，得到标定后输出的角速率和比力，并基于标定后的角速率和比力得到经过加速度计内杆臂补偿的加速度，进而解算得到双轴旋转惯导经动态误差实时补偿后的导航结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种双轴旋转惯导动态误差抑制方法

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