恭喜武汉第二船舶设计研究所王亚波获国家专利权
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龙图腾网恭喜武汉第二船舶设计研究所申请的专利一种用于GNSS拒止环境下的多惯导性能在线计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115794573B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211226120.4,技术领域涉及:G06F11/34;该发明授权一种用于GNSS拒止环境下的多惯导性能在线计算方法是由王亚波;杨建;刘贤俊;杨宗元;王春;黄蔚;袁克非;魏世乐;张士涛;燕熊;杨毅;邓林;余志强设计研发完成,并于2022-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于GNSS拒止环境下的多惯导性能在线计算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于GNSS拒止环境下的多惯导性能在线计算方法,包括以下步骤:构建性能监测模型,所述性能监测模型用于描述陀螺罗经原始数据与所述载体平台导航信息之间的数学关系;基于所述原始数据及所述性能监测模型,构成性能监测系统;建立在线计算模型的卡尔曼滤波器,所述在线计算模型用于在线估计所述性能监测系统的导航参数误差;计算各个卡尔曼滤波器在相同时间段内方位陀螺常值漂移估计值的标准差,基于所述标准差,从所述多惯导中选取最优惯导。本发明实现在GNSS拒止环境下对多套惯导的性能的计算,有效解决多惯导性能优选问题。
本发明授权一种用于GNSS拒止环境下的多惯导性能在线计算方法在权利要求书中公布了:1.一种用于GNSS拒止环境下的多惯导性能在线计算方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1:陀螺罗经配置于载体平台上,获取所述陀螺罗经的原始数据,构建性能监测模型,所述性能监测模型用于描述陀螺罗经原始数据与所述载体平台导航信息之间的数学关系;基于所述原始数据及所述性能监测模型,获取所述载体平台的导航信息,从而构成性能监测系统;步骤S2:基于所述性能监测模型建立误差联合状态方程,利用所述性能监测系统与配置于所述载体平台上的多惯导之间的速度差、位置差作为观测量建立量测方程,进而建立在线计算模型的卡尔曼滤波器,所述在线计算模型用于在线估计所述性能监测系统的导航参数误差;步骤S3:利用所述卡尔曼滤波器估计所述性能监测系统对应的方位陀螺常值漂移,计算各个卡尔曼滤波器在相同时间段内方位陀螺常值漂移估计值的标准差,基于所述标准差,从所述多惯导中选取最优惯导;所述步骤S1,包括:步骤S11:陀螺罗经配置于载体平台上,获取所述陀螺罗经的原始数据;导航坐标系选取东-北-天地理坐标系,载体坐标系指向右-前-上;构建性能监测模型,所述性能监测模型为: 式中,系表示惯性坐标系,系表示地球坐标系;表示陀螺罗经陀螺仪测量的角速度信息,表示陀螺罗经加速度计测量的比力信息;、分别表示性能监测系统输出的姿态矩阵、速度;表示重力加速度在导航系下的投影,为性能监测系统输出的姿态矩阵的微分,为导航坐标系相对惯性坐标系的角速率在导航坐标系下的投影,为性能监测系统输出的速度的微分,为地球坐标系相对惯性坐标系的角速率在导航坐标系下的投影,为导航坐标系相对地球坐标系的角速率在导航坐标系下的投影,为性能监测系统输出的位置,性能监测系统输出的位置的微分转换矩阵为: 其中,为地球卯酉圈曲率半径,为地球子午圈曲率半径,为载体平台高度;步骤S12:所述载体平台配置有多套惯导,基于各个惯导输出的导航参数,获取所述性能监测模型在初始时刻的姿态、速度和位置: 式中,、、分别表示性能监测模型初始时刻的姿态、速度和位置,、、分别表示第一惯导输出的姿态、速度和位置,、、分别表示第二惯导输出的姿态、速度和位置;步骤S13:对捷联导航解算微分方程进行积分计算,得到所述性能监测系统当前时刻的姿态、速度和位置,作为所述载体平台的导航信息: 其中,、、分别为性能监测系统随时间变化的姿态矩阵、速度、位置,、、分别为性能监测系统随时间变化的姿态矩阵微分、速度微分、位置微分;所述步骤S3,包括:步骤31:基于所述卡尔曼滤波器估计性能监测模型对应的方位陀螺常值漂移,分别计算选定时间窗内第一卡尔曼滤波器和第二卡尔曼滤波器的方位陀螺常值漂移估计值的标准差: 式中,N为选定时间窗内估计状态变量的数量,、为选定时间窗内估计出的性能监测模型对应的方位陀螺常值漂移的均值,、分别表示时刻第一卡尔曼滤波器和第二卡尔曼滤波器的方位陀螺漂移估计值,、分别表示第一卡尔曼滤波器和第二卡尔曼滤波器的方位陀螺常值漂移估计值的标准差;、分别为第一、二卡尔曼滤波器的方位陀螺漂移估计值,k为第k时刻;步骤32:基于所述标准差,从所述多惯导中选取最优惯导,包括:若,则第一惯导的系统误差小,所述第一惯导为最优惯导;若,则第二惯导的系统误差小,所述第二惯导为最优惯导;若,则第一惯导、第二惯导中的任一均能作为最优惯导。
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