[发明专利]一种捷联惯导系统在线标定方法

权利要求书

1.一种捷联惯导系统在线标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

捷联惯性导航系统的初始对准、在线标定和数据写入；

所述捷联惯性导航系统的初始对准包括：

S1、首先将捷联惯导系统安装到发射车内，保持捷联惯导系统与发射车体朝向一致；

S2、捷联惯导系统上电；

S3、将捷联惯导系统转到第一位置，进行粗对准；

S4、捷联惯导系统第一位置初始对准；

S5、将捷联惯导系统转位180°到第二位置，进行第二位置初始对准；

保存捷联惯导系统三支加速度计信息Acc_E、Acc_N、Acc_U和三支陀螺信息Gyo_E、Gyo_N、Gyo_U；

惯导系统输出惯导设备朝向即车体的朝向与真北方向的夹角，即航向角ψ，车体的俯仰角θ以及车体的横滚角γ，记录这三个角度值；

所述在线标定步骤为：

初始化Kalman滤波器P、Q、R矩阵；

以航向角ψ，车体的俯仰角θ以及车体的横滚角γ为导航初始角度，利用记录的捷联惯导系统三支加速度计信息Acc_E、Acc_N、Acc_U和三支陀螺信息Gyo_E、Gyo_N、Gyo_U进行捷联导航姿态更新解算，实时输出更新的航向角ψ₁，车体的俯仰角θ₁以及车体的横滚角γ₁；

以实时更新的航向角ψ₁，车体的俯仰角θ₁以及车体的横滚角γ₁与航向角ψ，车体的俯仰角θ以及车体的横滚角γ初始值之差作为Kalman滤波器观测量Z，

观测量Z＝[z₁ z₂ z₃]

观测方程为：

Z(t)＝HX(t)+V(t)

其中H＝[I_3×3 0_3×3]，V(t)为观测到的白噪声，

取状态变量X＝[ψ_E ψ_N ψ_U ε_x ε_y ε_z]^T，状态方程可以写成：

其中，F为状态矩阵，ψ_E为俯仰角误差、ψ_N为横滚角误差、ψ_U为航向角误差，L为当地纬度，ω_ie＝7.2921151467e-5；

将上述状态方程与观测方程带入Kalman滤波器解算：

X＝F*X+{(F*P*F'+Q)*H^T*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]}^-1*(Z-H*F*X)

P＝F*P*F'+Q-{(F*P*F'+Q)*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]}^-1*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]*{{(F*P*F'+Q)*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]}^-1}^T

通过实时迭代更新状态变量X与P矩阵，进行滤波估计，输出实时的三支陀螺的等效零偏X[4]、X[5]、X[6]，即ε_x、ε_y、ε_z；

所述数据写入为：

三支陀螺等效零偏ε_x、ε_y、ε_z通过上位机标定软件写入捷联惯导主控板EEPROM中。

2.根据权利要求1所述的捷联惯导系统在线标定方法，其特征在于，所述Kalman滤波估计收敛时间为5分钟。

3.根据权利要求1所述的捷联惯导系统在线标定方法，其特征在于，所述第一位置初始对准时间为5分钟。

4.根据权利要求1所述的捷联惯导系统在线标定方法，其特征在于，所述第二位置初始对准时间为5分钟。