[发明专利]一种高精度车载组合高程测量方法

权利要求书

1.一种高精度车载组合高程测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、选取21维状态变量建立惯导里程计组合系统状态方程，所述21维状态变量包括惯导系统误差状态和里程计定位系统误差状态，其中惯导系统误差状态包括姿态角误差、速度误差、位置误差、陀螺常值误差和加表常值误差，里程计定位系统误差状态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；

惯导里程计组合导航状态方程中的误差状态转移矩阵包括惯导误差转移矩阵和里程计误差转移矩阵，其中，误差状态转移矩阵为如下21×21维矩阵：

惯导误差转移矩阵为如下15×15维矩阵：

各子矩阵的具体定义如下：

里程计相关误差的转移矩阵为如下3×21维矩阵：

三个子矩阵的具体定义如下：

步骤2、按照如下方法建立惯性/高程计子滤波器量测方程：

高程计输出高程的长期误差反映在其输出的气压高程增量与真实高程增量的比例上：

以惯导高度增量与气压高程增量之差作为惯性/高程计子滤波器的观测量，建立惯性/高程计子滤波器量测方程为：

步骤3、按如下方法建立惯性/里程子滤波器量测方程：

里程计输出对高程组合的贡献在于短时里程增量在高程方向上的投影，里程推算的高程增量为：

其中，为实时里程增量，P为惯导的实时俯仰角输出，P₀为惯导与载车之间的俯仰安装误差角，该俯仰安装误差角通过常规的里程计标校过程即可获得；

以惯导高度增量与高程增量之差作为惯性/高程子滤波器的观测量，建立惯性/里程子滤波器量测方程为：

步骤4、使用联邦卡尔曼滤波器进行解算，得到高精度车载组合高程测量结果，具体方法为：

所述联邦卡尔曼滤波器由一个主滤波器和两个子滤波器组成，两子滤波器将其信息统一送往主滤波器，其量测值相互独立；主滤波器利用信息分配的原则来改进系统的容错性能；所述联邦卡尔曼滤波器进行解算的方法包括以下步骤：

⑴联邦卡尔曼滤波器的子滤波器进行初始化，将子滤波器的初始估计协方差阵设置为组合系统初值的倍，满足信息守恒原则；滤波开始时，设置两子滤波器权重相同；

⑵惯性/高程计子滤波器和惯性/里程子滤波器分别独立进行时间更新和量测更新；

⑶两子滤波器分别进行滤波估计；

⑷得到两子滤波器的滤波估计后，按主滤波器最优估计进行最优融合，得到主滤波器的状态估计和方差信息；

⑸在得到主滤波状态估计信息后，根据各子滤波器的估计值、协方差阵，按照信息分配原则对子滤波器进行分配和重置；

⑹重复⑵至⑸步骤进行解算。