[发明专利]基于量测失准角的动基座传递对准方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，是一种基于量测失准角的动基座传递对准方法。

背景技术

传递对准是将子惯导输出的导航信息与主惯导输出的相应导航信息相比较，并以此对子惯导姿态误差角进行最优估计的一种方法。它是解决机载武器和任务传感器在空中动基座条件下初始对准问题的主要方法。

目前，在失准角为小角度条件下的快速传递对准技术，在国内，一般采用“速度+姿态”匹配方式，在快速性和精确性方面都能满足需求。但在某些特殊的姿态角时，使部分量测矩阵为0，导致某些失准角误差难以估计。在国外文献中，使用主、子惯导姿态矩阵的乘积结果作为量测量的方法得到广泛的使用。量测失准角匹配法是在文献《Rapid transfer alignment for tactical weapon applications》中提出的量测失准角的基础上发展和推导的。

在《西北工业大学学报》第25卷第5期中，文献《传递对准中一种新的姿态匹配算法》中，推导了平台失准角，量测失准角和实际失准角三者间的关系，并采用该方法进行仿真，精度和快速性均能满足要求。但不能满足大失准角的情况。

发明内容

本发明目的在于提供一种可用于大失准角条件下的基于量测失准角的动基座传递对准方法，能够满足快速性与精确性要求。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明所采用的的技术方案如下：

一种基于量测失准角的动基座传递对准方法，包括以下步骤：

步骤1、子惯导系统利用主惯导系统采用固定频率发送的导航参数完成粗对准，前述导航参数包括速度、姿态和位置信息；

步骤2、采用“量测失准角+速度”匹配方式建立系统状态方程、系统观测方程；

步骤3、子惯导系统利用主惯导以固定频率发送给子惯导系统的速度与姿态信息构造观测量；以及

步骤4、采用卡尔曼滤波进行迭代解算，估算子惯导系统的姿态失准角及速度、位置误差的状态估算值，并据此对子惯导系统的导航信息进行修正，完成传递对准。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：

1、相对于传统的传递对准算法，本发明的方法具有形式简单、易于理解，可大大减小计算量的优点。

2、本发明所提出的对准方法适用于大失准角条件，对主惯导姿态进行补偿构造观测量后，可在线性模型下直接实现。

附图说明

图1为本发明一实施方式基于量测失准角的动基座传递对准方法的实现流程图。

图2、3、4分别为利用图1实施例的方法实现的经过卡尔曼滤波对准后子惯导的姿态角估计误差曲线示意图，其中：图2为x轴姿态角估计误差曲线，图3为y轴姿态角估计误差曲线，图4为z轴姿态角估计误差曲线。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

如图1所示，根据本发明的较优实施例，一种基于量测失准角的动基座传递对准方法，应用于由主惯导系统和子惯导系统组成的惯性导航系统，前述主惯导系统和子惯导系统均为捷联式惯性导航系统，该方法的实现包括以下步骤：

步骤1、子惯导系统利用主惯导系统采用固定频率发送的导航参数完成粗对准，前述导航参数包括速度、姿态和位置信息；

步骤2、采用“量测失准角+速度”匹配方式建立系统状态方程、系统观测方程；

步骤3、子惯导系统利用主惯导以固定频率发送给子惯导系统的速度与姿态信息构造观测量；以及

步骤4、采用卡尔曼滤波进行迭代解算，估算子惯导系统的姿态失准角及速度、位置误差的状态估算值，并据此对子惯导系统的导航信息进行修正，完成传递对准。

下面结合附图1-4所示，详细说明上述各步骤的具体实施。

在前述步骤1中，子惯导系统利用主惯导的导航参数完成粗对准，即初始化过程。

在前述步骤2中，采用“量测失准角+速度”匹配方式建立系统状态方程、系统观测方程，具体如下：

步骤2-1、根据捷联惯导系统的力学编排建立惯导误差模型，得到系统的误差方程，包括姿态误差方程、速度误差方程及惯性器件误差方程；

步骤2-2、根据惯导误差模型及系统误差方程建立捷联惯导系统的状态方程。

作为可选的方式，前述步骤2-1中，姿态误差方程、速度误差方程及惯性器件误差方程建立如下：