[发明专利]一种里程计辅助车载动态对准方法

权利要求书

1.一种里程计辅助车载动态对准方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、在惯导系统中，进行惯导解算输出姿态航向、速度和位置信息并更新；

步骤2、利用里程计的车辆位移增量输出与惯导解算的姿态角进行里程分解，完成里程计航位推算；

步骤3、以惯导系统的误差模型和里程计航位推算的误差模型作为误差状态的传播方程，利用卡尔曼滤波器对惯导系统的姿态角误差进行估计和校准；

所述步骤1采用三只陀螺仪和三只加速度构成惯性导航系统进行惯导解算，具体方法为：通过采集陀螺仪的输出角速度数据并扣除地球自转角速度以及牵连角速度，计算得到姿态角；加速度计测量的加速度通过方向余弦阵进行坐标变换到地理坐标系的北向、东向、天向轴上，积分地理坐标系上的加速度并扣除重力和有害加速度的影响得到地理坐标系的北向、东向和天向速度；利用地理坐标系的北向、东向速度，并考虑地球的曲率半径计算得到经度和纬度；

所述步骤3选取如下状态变量：惯导系统误差状态变量包括姿态角误差φ₃、速度误差δvⁿ、位置误差δp、陀螺常值误差ε和加表常值误差里程计定位系统误差状态包括：里程计定位误差δp_odo、俯仰安装偏角误差δα_θ、方位安装偏角误差δα_ψ和里程当量误差δK_odo，状态变量表示为：

惯导里程计组合导航的误差状态转移矩阵如下所示，包括惯导误差方程和里程计定位误差方程两部分：

其中惯导系统误差方程包括姿态角误差、速度误差、位置误差、陀螺常值误差和加表常值误差，表示如下：

里程计定位误差方程包括里程计定位误差、俯仰安装偏角误差、方位安装偏角误差和里程当量误差，表示如下：

F_Odo＝[F_Odo1 0_3×12 F_Odo2 F_Odo3]

所述利用卡尔曼滤波器对惯导系统的姿态角误差进行估计和校准的方法包括以下步骤：

(1)卡尔曼滤波一步预测步骤：

(2)当滤波时间到时进行滤波更新步骤；

(3)当系统计时器到达修正时刻，以修正后的姿态四元数、速度、位置为初始值进入自主导航步骤。

2.根据权利要求1所述的里程计辅助车载动态对准方法，其特征在于：所述步骤(1)包括状态转移阵的计算、输入噪声方差阵的计算和状态预测与误差方差预测的计算。

3.根据权利要求1所述的里程计辅助车载动态对准方法，其特征在于：所述步骤(2)包括量测计算、滤波增益计算、状态估计更新和误差方差更新。

4.根据权利要求1所述的里程计辅助车载动态对准方法，其特征在于：所述步骤(3)包括姿态四元数修正、速度修正和位置修正过程。