申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2024-02-26

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN118031945A

主分类号：G01C21/16

分类号：G01C21/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.31#实质审查的生效;2024.05.14#公开

摘要：本发明提供一种基于速度约束的捷联惯导系统跑道滑行快速对准方法。该方法利用跑道航向已知的基本信息，将导航解算速度从导航坐标系转换到跑道坐标系，利用飞机滑跑时跑道坐标系下侧向速度和天向速度近似为零的约束条件，建立卡尔曼滤波器完成快速对准。该滑跑对准方法能够提高初始对准的快速性和准确性，并保证最终位置精度。本发明技术由于采用基于速度约束的卡尔曼滤波器进行滑跑对准，能够在40s时间内完成初始对准，相比于5‑10min静基座对准时间，提升了对准效率；由于滑跑过程中的加速机动提高了方位误差的可观测性，方位对准精度达到0.013°，提高了初始对准的准确性。

主权项：1.一种基于速度约束的捷联惯导系统跑道滑行快速对准方法，其特征在于：包括入下步骤：步骤1：当飞机位于跑道起点且机头对准跑道前进方向时，对捷联惯导系统进行初始化，捷联惯导系统的初始位置赋值为跑道起点位置，初始速度置为0，初始俯仰角和初始横滚角均置为0，初始航向角赋值为已知跑道航向；步骤2：获得初始值后，捷联惯导系统进行纯惯性导航解算，并建立误差方程进行状态更新，误差状态向量设置如下： 其中，X为15维误差状态向量，φn为平台失准角，δvn为速度误差，δP为位置误差，εb为陀螺漂移，为加速度计零偏；步骤3：惯导系统判断飞机处于滑跑前的静止状态时，采用零速校正方法，量测方程为：Z0＝δvn＝[03×3I3×303×303×303×3]X+vw02其中，Z0为零速量测值，I3×3表示3阶单位阵，0i×j表示i×j阶零矩阵，03×3表示3×3阶零矩阵，Vw0为静止时的速度量测噪声；步骤4：飞机在跑道上滑行时，根据已知跑道航向，将导航坐标系下的速度转换至跑道坐标系，取侧向速度和天向速度作为量测值，每秒进行卡尔曼滤波量测更新，并进行反馈校正；计算跑道坐标系下的惯导系统速度 其中，α为已知跑道航向角，k表示当前周期，为k周期的导航解算速度，为k周期的跑道坐标系速度；获得k周期滑跑速度约束量测值Zv,k： 构造速度量测方程： 式中，和表示跑道坐标系速度的x轴和z轴分量，Zv,k为k周期滑跑速度约束量测值，Vw1为滑跑阶段的速度量测噪声；通过卡尔曼滤波器获得误差状态X的估计后，对平台失准角φn、速度误差δvn和位置误差δP进行反馈校正，从而提高姿态、速度和位置精度；步骤5：惯导系统检测到飞机离开地面时，判断滑跑阶段结束，完成初始对准。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种基于速度约束的捷联惯导系统跑道滑行快速对准方法

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