[发明专利]一种基于设计线形的多信息融合数据后处理方法

说明书

本发明属于导航系统数据处理技术，具体为一种基于设计线形的多信息融合数据后处理方法，设计基于里程计的SINS/DR组合导航滤波器和基于设计线形位置信息的组合导航滤波器的组合导航滤波器，首先进行融合状态量预处理，计算航迹统计距离度量矩阵和航迹隶属度矩阵，将所有局部航迹自身隶属度归一化，求得局部航迹权重，最后对两个滤波器的估计值进行加权融合计算。在SINS/DR组合导航方式下，相对误差测量结果受陀螺漂移影响很大，引入设计线形信息进行数据融合处理后，相对位置测量误差受陀螺漂移的影响显著减小。

技术领域

本发明属于导航系统数据处理技术，具体涉及一种基于设计线形的多信息融合数据后处理方法。

背景技术

在SINS/DR组合导航系统中，通常以里程计进行航位推算所得的位置、速度作为量测量与捷联惯导系统进行组合导航，通过卡尔曼滤波对捷联惯导系统的姿态误差进行估计，从而保持惯导姿态精度。在测量过程中，载体的行进路线一般是根据已有的路线进行的，虽然与实际路线之间有一定的误差，但是在较大范围内不会太大误差，且不存在发散问题，可以作为组合导航系统的参考信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于设计线形的多信息融合数据后处理方法，可以提高测量系统的精度和容错性。

本发明的技术方案如下：

一种基于设计线形的多信息融合数据后处理方法，包括如下步骤：

1)设计组合导航滤波器，包括基于里程计的SINS/DR组合导航滤波器和基于设计线形位置信息的组合导航滤波器；

2)融合状态量预处理

其中，为设计线形位置信息的组合导航滤波器估计结果，为SINS/DR组合导航滤波器估计结果，k为当前滤波周期，N为最后一个滤波周期；

3)计算航迹统计距离度量矩阵D_k

其中，Δ₁为设计线形匹配方式姿态角误差的分辨率，Δ₂为SINS/DR组合导航模式姿态角误差的分辨率；

4)计算航迹隶属度矩阵U，各元素求取方法如下式

其中，u_ij为矩阵U中的元素，d_ij为矩阵D中的元素，f为模糊权重因子；

5)权重分配

其中，w_i为局部航迹权重；

6)根据求得的局部航迹权重，对两个滤波器的估计值进行加权融合计算，即可得到融合后的误差估计值

X＝w₁×X₁+w₂×X₂

其中，X₁为基于里程计的SINS/DR组合导航滤波器的误差估计量，X₂为基于设计线形位置信息的组合导航滤波器的误差估计量，X为融合后的误差估计量。

在步骤1)中：

所述的基于里程计的SINS/DR组合导航滤波器选取传统11维惯导系统误差状态为

其中，δV_N、δV_E为北向和东向速度误差，δφ_N、δφ_U、δφ_E为三个姿态角误差，ε_x、ε_y、ε_z为三个轴向陀螺漂移，为三个轴向加速度计零偏；