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传递对准下基于姿态匹配的最小二乘陀螺零偏快速估计 

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申请/专利权人:中国电子科技集团公司第二十六研究所

摘要:本发明属于惯性导航传递对准领域,特别涉及一种传递对准下基于姿态匹配的最小二乘陀螺零偏快速估计,包括在子惯导接收到首帧主惯导姿态、速度、位置信息时候,初始化子惯导的姿态、速度、位置信息,并通过修正通道和纯积分通道分别进行子惯导系统进行更新;在修正通道中,利用速度和姿态阵匹配的方式,采用卡尔曼滤波技术,实时更新闭环修正子惯导姿态、速度,采用主惯导位置更新位置;在纯积分通道中,利用修正通道的最优姿态矩阵、速度、位置,计算得到载体系b相对导航系n在载体系b下的投影,利用该投影更新姿态角并基于最小二乘计算航向轴对应的陀螺零偏估计值;本发明实现静基座或者动基座模式下陀螺零偏快速估计,提高子惯导导航精度。

主权项:1.传递对准下基于姿态匹配的最小二乘陀螺零偏快速估计,其特征在于,具体包括以下步骤:在子惯导接收到首帧主惯导姿态、速度、位置信息时候,初始化子惯导的姿态、速度、位置信息,并通过修正通道和纯积分通道分别对子惯导系统进行更新;在修正通道中,利用速度和姿态阵匹配的方式,采用卡尔曼滤波技术,实时更新闭环修正子惯导姿态、速度信息,位置信息直接采用主惯导位置更新;在纯积分通道中,利用修正通道的最优姿态矩阵、速度、位置,计算得到载体系b相对导航系n在载体系b下的投影,利用该投影更新姿态角并基于最小二乘计算航向轴对应的陀螺零偏估计值;载体系b相对导航系n在载体系b下的投影表示为: 其中,为载体系b相对导航系n的角速度在载体系b下的投影;为载体系b相对惯性系i的角速度在载体系b下的投影;为导航系n到载体系b的姿态矩阵;表示地球旋转角速度在导航系n下的投影;表示载体运动引起的相对地球的转速在导航系n下的投影;利用载体系b相对导航系n在载体系b下的投影更新姿态角并基于最小二乘计算航向轴对应的陀螺零偏估计值的过程包括:利用子惯导接收的第一帧主惯导姿态角初始化纯积分通道的航向角、俯仰角、横滚角,分别记作ψc0、θc0、γc0,此时记作t0时刻;在每个陀螺数据更新周期dT内,分别累积航向角、俯仰角、横滚角,在经历N个dT周期后,t时刻的纯积分通道得到的姿态角表示为: 其中,ψct为t时刻航向角;ψc0为t0时刻航向角;分别为输出角速度信息在载体系b相对惯性系i在载体系b下的投影在Z轴、X轴、Y轴的3个正交分量;θct为t时刻俯仰角;θc0为t0时刻俯仰角;γct为t时刻横滚角;γc0为t0时刻横滚角;设定姿态误差曲线满足y=a·t+b的线性关系,其中a为待拟合计算的陀螺零偏参数;从t0时刻起,固定间隔Tm计算主惯导姿态与子惯导纯积分通道的姿态误差;基于最小二乘方法,实时计算待估计的陀螺零偏,当计算次数与迭代次数一致时,终止估计计算,此时计算得到的即为陀螺零偏;若传递对准时间为Ta、估计陀螺的零位时间为Te,且Te=N×Tm,实时计算待估计的陀螺零偏方程表示为: X=ATA-1ATY;其中,Herri为第i次方向误差,i={1,2,…,N};其中迭代次数为传递对准时间除以固定间隔Tm。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 中国电子科技集团公司第二十六研究所 传递对准下基于姿态匹配的最小二乘陀螺零偏快速估计

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