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申请/专利权人:中国船舶集团有限公司第七一九研究所
摘要:本发明公开了一种基于Kalman滤波辨识的多惯导定位误差抑制方法,涉及多惯导信息融合技术领域,本发明针对三个以上多惯导配置定位误差抑制难题,设计基于Kalman滤波辨识的多惯导经度误差融合方法,通过构建多惯导对同一基准惯导状态空间模型,利用同一Kalman滤波对基准惯导陀螺漂移、加速度计零偏等误差量进行估计,设计经度发散方向参数及经度发散幅度参数对作为观测量的多惯导经度信息差异进行反向辨识,根据辨识结果选取经度发散方向不同并且同一方向发散幅度最小的两组惯导经度加权平均后作为多惯导融合经度输出,可实现经度发散项误差抑制,从而达到提高多惯导配置定位精度的目的。
主权项:1.一种基于Kalman滤波辨识的多惯导定位误差抑制方法,其特征在于,用于在配置有三个以上惯导的多惯导导航系统中进行定位误差抑制,具体包括如下步骤:步骤一:将三个以上多惯导进行排序,并依次名为惯导1、2、……N,并通过同一时间基准设备向各惯导输出时间同步信息,所述时间同步信息包括TOD和秒脉冲,各惯导利用外部时间基准完成时间同步,并在输出的经度和纬度信息中标示时间戳信息;步骤二:多惯导正常工作,正常运行设定时间之后,选取一个惯导为基准惯导,以基准惯导之外的其他惯导记为对照惯导,执行如下步骤:步骤三,建立对照惯导与基准惯导的状态空间模型;所述状态空间模型采用惯导位置、速度、姿态误差方程,利用Kalman滤波分别得到每个对照惯导做观测情况下,基准惯导第k分钟的陀螺漂移估计值及加速度计零偏估计值;步骤四:基于步骤三得到的每个对照惯导做观测情况下,基准惯导第k分钟的陀螺漂移估计值及加速度计零偏估计值,计算对照惯导两两之间经度发散方向参数;所述计算对照惯导两两之间经度发散方向参数,具体为:两对照惯导排序分别为p、q,则第k分钟二者之间经度发散方向参数为具体为: 其中分别为惯导p在北天东坐标系的x轴、y轴和z轴的陀螺漂移估计值,分别为惯导p在北天东坐标系的x轴、y轴和z轴的加速度计零偏估计值,分别为惯导q在北天东坐标系的x轴、y轴和z轴的陀螺漂移估计值,分别为惯导q在北天东坐标系的x轴、y轴和z轴的加速度计零偏估计值,⊕运算定义为:a和b分别为符号⊕处理的前后对象;步骤五:若两对照惯导在第k分钟的经度发散方向参数大于等于0,则两对照惯导经度发散方向相同,需进一步计算两对照惯导之间的经度发散幅度参数;然后结合经度发散方向参数和经度发散幅度参数,对两对照惯导的经度进行融合获得融合经度信息进行输出;所述计算两对照惯导之间的经度发散幅度参数: 其中⊙运算定义为:a'、b'分别为符号⊙处理的前后对象;所述结合经度发散方向参数和经度发散幅度参数,对两对照惯导的经度进行融合获得融合经度信息进行输出,具体为:若则惯导p、惯导q经度发散方向相同,且惯导p经度发散幅度小于惯导q,多惯导融合时选取惯导p经度作为融合经度信息输出;若则惯导p、惯导q经度发散方向相同,且惯导p经度发散幅度大于惯导q,多惯导融合时选取惯导q经度作为融合经度信息输出;若则惯导p、惯导q经度发散方向不同,多惯导融合时选取两惯导经度加权平均作为融合经度信息输出;步骤六:将基准惯导切换为下一惯导,以基准惯导之外的其他惯导为对照惯导,重复执行步骤三~五,直至判断出所述多惯导导航系统中所有惯导两两之间的融合经度信息,选取经度发散方向不同并且同一方向发散幅度最小的两组惯导,将二者输出经度加权平均后作为多惯导融合经度输出。
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