[发明专利]基于高精度重力模型的车载激光惯导系统自标定方法

说明书

本发明提供了基于高精度重力模型的车载激光惯导系统自标定方法，包括速度测量设备VMS、激光陀螺惯性导航系统、重力模型参数、高精度GNSS；激光陀螺惯性导航系统连接捷联惯性导航算法更新模块；激光陀螺惯性导航系统角速度输出连接VMS速度计算模块，VMS速度计算模块连接速度测量设备VMS；所述重力模型参数连接重力计算模块；所述高精度GNSS连接所述重力计算模块，所述重力计算模块连接捷联惯性导航算法更新模块；车载标定滤波误差计算模块连接标定判断模块。该方法不用将激光接连广行导航系统从在车上拆卸下来，减少标定时间；操作方法简单；不需要高精度的转位机构和平台设备。

技术领域

本发明属于车载导航技术领域，涉及一种基于高精度重力模型的车载激光惯性导航系统自标定方法。

背景技术

高精度激光捷联惯性导航系统长时间使用后，由于器件的原因会造成精度降低的现象，需要进行重新标定后才可以满足使用要求。一种方法是将激光捷联惯性导航系统从载体上拆卸下来，返回实验室进行标定工作，此方法虽可以较完整的标定出激光捷联惯性导航系统的所有参数，精度较高，但是标定周期较长。另一种方法是利用车上回转机构带动激光捷联惯性导航系统进行旋转，进行4个位置标定，此方法对车体调平精度，以及回转机构旋转精度要求较高，而且只能标定水平方向陀螺和加速度计的零偏，且天向陀螺零偏的可观测性弱。

发明内容

本发明的目的在于提供基于高精度重力模型的车载激光惯导自标定系统，解决了现有技术中存在的标定工作需要将激光捷联惯性导航系统从载体上拆卸下来，导致标定周期长的问题。

本发明的另一目的在于提供基于高精度重力模型的车载激光惯导自标定方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于高精度重力模型的车载激光惯导自标定系统，包括速度测量设备VMS、激光陀螺惯性导航系统、重力模型参数、高精度GNSS；激光陀螺惯性导航系统连接捷联惯性导航算法更新模块；激光陀螺惯性导航系统角速度输出连接VMS速度计算模块，VMS速度计算模块连接速度测量设备VMS；所述重力模型参数连接重力计算模块；所述高精度GNSS连接所述重力计算模块，重力计算模块的输出值同时与捷联惯性导航算法更新模块位置输出进行做差运算后连接车载标定滤波误差计算模块；所述重力计算模块连接捷联惯性导航算法更新模块；所述VMS速度计算模块VMS速度输出与捷联惯性导航算法更新模块速度输出做差后连接车载标定滤波误差计算模块；车载标定滤波误差计算模块连接标定判断模块。

本发明的特点还在于：

激光陀螺惯性导航系统包括激光陀螺和挠性加速度计。

基于高精度重力模型的车载激光惯导自标定方法，采用基于高精度重力模型的车载激光惯导自标定系统进行实施，具体步骤为：

步骤1：速度测量设备VMS测量载车的车体速度设测速设备单位时间输出的脉冲为则载体系下的速度矢量

其中，k_VMS为测速设备的刻度系数；

步骤2：根据激光陀螺惯性导航系统输出角速率的和速度测量设备VMS输出的车体速度进行航位推算，输出导航坐标系下的VMS速度计算公式如下：

其中，姿态矩阵的更新过程可以在捷联导航算法更新模块中直接获得；

步骤3：激光陀螺惯性导航系统输出载体坐标系下的角速度和加速度然后采用线性误差模型对输出脉冲进行标定补偿，即

其中，分别为陀螺仪、加速度计温补后的输出脉冲；K_G、K_A分别为陀螺仪、加速度计的标定安装矩阵；ε^b、▽^b分别为陀螺仪、加速度计的零位；