[发明专利]一种余度惯性测量单元测量噪声估计和数据融合方法

说明书

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，具体来说，是一种基于加权最小二乘的余度惯性测量单元测量噪声估计方法和数据融合方法。

背景技术

余度惯性测量单元是一种为了增加系统的可靠性和准确度，而采用多个传感器器件，并将其配置成余度方式的技术。余度惯性测量单元相对普通惯性测量单元使用更多的传感器，以减少测量噪声并保证其中部分传感器出现故障时系统仍然能够正常工作。余度惯性测量单元的测量数据需要进行数据融合后才能使用，其目的是将多个测量轴的惯性测量信息融合为三个正交轴的信息。一般情况下，测量单元的传感器具有不同精度，由此导致传感器测量数据的误差也不相同。目前，通常使用基于常规最小二乘的数据融合方法来处理这一问题。由于常规最小二乘法是一种等权重数据加权融合方法，在处理从不同测量精度传感器获得的测量数据时，常规最小二乘数据融合方法不能实现准确的估计。常规最小二乘数据融合方法难以有效利用测量数据获得准确的结果，因此造成了数据融合精度低，对不同噪声分布的适应能力差等现状。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于加权最小二乘的传感器测量误差估计方法和数据融合方法，能够有效的估计传感器测量噪声，提高数据融合精度，提高余度惯性导航系统的精度，本发明不仅仅适用于余度导航系统，也适合于其他余度系统如余度地震波检测系统、余度风速检测系统、余度温度测量系统等，具有实用性和广泛的应用前景。

本发明提出一种余度惯性测量单元测量噪声估计和数据融合方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一：获得载体轴的空间合成矢量ω；

通过由载体轴与余度传感器测量轴之间的空间关系，根据最小二乘法对惯性测量数据进行数据融合，得到沿载体轴的空间合成矢量ω；

余度传感器采用六单轴余度传感器对称配置，6个余度传感器的测量轴分别沿正十二面体的六个面法向配置，余度传感器惯性测量单元沿载体轴的空间合成矢量ω为：ω＝[ω_xω_yω_z]^T，其中ω_x、ω_y、ω_z分别表示空间合成矢量ω沿载体的x轴、y轴、z轴的分量；

根据空间几何关系得到六个余度传感器所测的惯性测量数据m为m＝Hω+Δm；

其中，m＝[m₁m₂m₃m₄m₅m₆]^T，m₁～m₆分别表示各个测量轴的惯性测量数据；