[发明专利]基于差分GPS观测的捷联挠性陀螺动态随机漂移误差测试方法

权利要求书

1.基于差分GPS观测的捷联挠性陀螺动态随机漂移误差测试方法，其特征在于：

第一步：将被测试挠性捷联惯组安装在试验车上，连接挠性捷联惯组、差分GPS、电源、采集计算机之间的线缆并检查正确；

第二步：试验车保持静止，挠性捷联惯组上电预热，至稳定；

第三步：采用光学瞄准的方法确定挠性捷联惯组的初始航向角；

第四步：打开采集计算机上的数据采集与导航计算软件，输入第三步中确定的初始航向角，开始同步采集挠性捷联惯组数据、差分GPS的位置以及速度数据；

第五步：试验车保持静止，采用二阶调平法进行初始粗对准，时间不少于30秒；

第六步：粗对准完成后，试验车仍保持静止，进行基于卡尔曼滤波的静基座精对准，时间5min；

静基座精对准采用惯性/零速组合导航，导航坐标系取为游动自由方位坐标系，所使用的卡尔曼滤波器系统状态方程和量测方程为：

δθ——角位置误差矢量，包括x和y两个方向的分量δθ_x和δθ_y；

δh——高度误差；

δv——速度误差矢量，包括x、y和z三个方向的分量δv_x、δv_y和δv_z；

ψ——姿态角误差，包括x、y和z三个方向的误差ψ_x、ψ_y和ψ_z；

v——载体运动速度矢量，包括x、y和z三个方向的分量v_x、v_y和v_z；

ρ——载体运动角速率矢量；

Ω——地球自转角速率矢量；

ω——ρ+Ω；

g——地球重力加速度；

R——地球半径；

f——载体感受的比力矢量，包括x、y和z三个方向的分量f_x、f_y和f_z；

δf——加速度计输出误差，包括x、y和z三个方向的分量δf_x、δf_y和δf_z；

ε——挠性陀螺随机漂移误差，包括x、y和z三个方向的分量ε_x、ε_y和ε_z；

C_ij——捷联矩阵元素，i＝(1，2，3)，j＝(1，2，3)；

τ_a，τ_g——分别为加速度计和挠性陀螺随机漂移误差相关时间常数；

在静基座精对准时，使用的外部信息是零速信息和光学瞄准提供的航向信息；

惯性/零速组合的量测模型为

Z₁(t)＝[O_3×3|I_3×3|O_3×9]X(t)+η₁(t)      (2)

惯性/航向组合的量测模型为

Z₂(t)＝[O_1×8|1|O_1×6]X(t)+η₂(t)          (3)

其中，X(t)＝[δθ_x δθ_y δh δv_x δv_y δv_z ψ_x ψ_y ψ_z δf_x δf_y δf_z ε_x ε_y ε_z]^T是卡尔曼滤波器的状态矢量，I_3×3是3阶单位阵，Z₁(t)、Z₂(t)分别为零速修正、航向修正观测矢量，η₁(t)、η₂(t)分别为零速、航向量测噪声矢量，t表示时间；

第七步：试验车启动开始跑车，路径为直线路3min～5min，然后不少于3组的“90度转弯+直线路2min”，再直线路5min～10min，跑车全过程进行惯性/差分GPS组合导航估算；最后试验车停止、熄火并静止5min；

第八步：试验结束，停止数据采集和估算，保存估算结果，挠性捷联惯组断电，系统断电。