[发明专利]一种惯性/天文组合导航方法

权利要求书

1.一种惯性/天文组合导航方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在天文导航量测信息不可用时，利用惯性测量单元的量测信息进行惯性导航解算，获得载体的位置、速度和姿态参数。在天文导航量测信息可用时，建立惯性/天文组合导航系统的状态方程和量测方程，采用卡尔曼滤波信息融合方法，利用组合导航量测信息去修正惯性导航系统的误差，实现高精度的导航。

(2)利用上一时刻的天文导航量测信息和当前时刻陀螺输出值对当前时刻的天文导航量测信息进行估计，并将估计值与当前时刻的天文实际量测信息进行比较，若偏离超过一定的阈值，则判定天文导航量测信息为野值，将其剔除。

(3)利用卡尔曼滤波器的振荡程度来判断陀螺常值漂移的估计是否收敛。若卡尔曼滤波器状态量估计值振荡衰减，则表明卡尔曼滤波器的估计值逐渐趋向于收敛。若判断陀螺常值漂移估计值收敛后，则利用估计出的陀螺常值漂移校正陀螺输出。

2.根据权利要求1所述的一种惯性/天文组合导航方法，其特征在于：组合导航系统的状态变量为七维，状态变量前面四维是载体姿态误差的四元数乘性表示，状态变量后面三维为惯性导航系统三轴陀螺的常值漂移。

3.根据权利要求1所述的一种惯性/天文组合导航方法，其特征在于：卡尔曼滤波器状态方程中状态矩阵只与陀螺测量值相关，所以卡尔曼滤波器的一步预测值与一步预测均方误差随惯性导航系统频率更新。

4.根据权利要求1所述的一种惯性/天文组合导航方法，其特征在于：将当前时刻的陀螺输出值作为天文导航周期内陀螺输出均值，以上一时刻的天文导航量测信息为起点，采用毕卡逼近法估测当前时刻的天文导航量测信息。将估测的天文导航量测信息与当前时刻实际的天文导航量测信息进行比较，若两者偏离超过一定的阙值，则判定当前时刻的天文导航量测信息为野值，将其剔除。

5.根据权利要求1所述的一种惯性/天文组合导航方法，其特征在于：陀螺常值漂移估计值收敛的判断依据是卡尔曼滤波器的振荡程度。主要以最近30次的卡尔曼滤波器陀螺常值漂移的估计值作为样本，当其标准差小于均值的一百倍时，即可认为陀螺常值漂移估计值趋于收敛。

6.根据权利要求5所述的陀螺常值漂移估计值判断为收敛后，利用最近30次的陀螺常值漂移估计值的平均值作为陀螺常值漂移。对陀螺常值漂移误差的修正是独立分轴进行的。

7.根据权利要求1所述的一种惯性/天文组合导航方法，其特征在于：利用卡尔曼滤波得到的系统状态变量的最优估计值去修正惯性导航系统后，需要将状态变量中的载体姿态乘性四元数误差重置成无姿态误差状态。