[发明专利]基于正向-反向回溯对准的加速度计常值漂移估计方法

权利要求书

1.基于正向-反向回溯对准的加速度计常值漂移估计方法，其特征在于，具体方法如下：

(1)获取并存储传感器实时数据，具体包括陀螺仪和加速度计的输出数据；

(2)进行基于递推最小二乘寻优重力视运动参数、加速度计常值漂移的参数寻优，并存储中间变量；

步骤(2)中包含加速度计常值漂移在内的重力视运动模型具体为：

式中，A_ij为重构参数；ω_ie表示地球自转角速度；表示载体系相对初始时刻载体坐标系变化的方向余弦矩阵；t表示当前时间；为加速度计的量测常值漂移值，为加速度计的测量值，上式进一步整理为：

HX＝Z

式中，λ＝[cos(ω_iet) sin(ω_iet) 1]，

步骤(2)中未知参数X的辨识方法采用的是递推最小二乘法，具体迭代计算方法如下：

式中，K_k表示增益矩阵；P_k表示状态向量协方差阵；R_k表示量测噪声阵；Z_k表示量测方程；H_k表示量测矩阵；I为3×3的单位矩阵；

(3)利用存储的中间变量进行正向-反向回溯初始对准与加速度计常值漂移估计；

步骤(3)中正向-反向回溯循环算法具体如下所述：

在t₀→t_n时间区间内，SINS仪表进行正常的仪表数据采集，获得加速度计测量值与陀螺测量值，并存储；同时进行陀螺姿态矩阵更新获得每时每刻的将加速度计测量值投影至i_b0系下获得Z，进行量测更新，按递推最小二乘法重构流程进行参数辨识，完成后，反向利用存储的数据，新的循环周期作用时间区间在t_n→t₀，直接在t_n的姿态角矩阵基础上继续累加，此时需要将陀螺仪输出的角加速度信息取反，依次循环往复直至设定的循环次数；

(4)将参数辨识的结果利用矢量定姿的方法完成姿态角的解算，完成初始对准；

步骤(4)中的利用矢量定姿的方法如下所述，是选取重力加速度信息在惯性系的投影值进行矢量的几何运算得到导航坐标系的“东-北-天”向的单位向量，进而求解其表示为最终结合利用下式得到姿态转移矩阵，完成初始对准：

式中，表示初始时刻载体坐标系相对导航坐标系变化的方向余弦矩阵；

(5)正向-反向回溯的次数设置为N，循环次数根据实际需要设置，当前循环次数为k，设定若kN，则重复上述步骤(3)至步骤(5)，直至回溯解算过程结束。

2.根据权利要求1所述的基于正向-反向回溯对准的加速度计常值漂移估计方法，其特征在于，步骤(2)中递推最小二乘法参数寻优的初始值设置如下：

P₀＝100000×diag[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]；R_k＝0.0001×diag[1 1 1]；X₀＝0.1×diag[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]。

3.根据权利要求1所述的基于正向-反向回溯对准的加速度计常值漂移估计方法，其特征在于，步骤(2)中加速度计常值漂移误差的估计是在角加速度激励的条件完成的，载体的运动状态为晃动基座条件。