[发明专利]基于变结构多模型的载体挠曲变形角的估计方法

说明书

本发明提供了基于变结构多模型的载体挠曲变形角的估计方法，首先根据载体挠曲变形建立13个子模型，5个模型群；其次利用运行的模型群中的子模型的最大模式概率与检测门限比较作为激活候选模型群的决策；再利用加权残差的平方和作为模型群切换的“硬”规则，选择最合适的模型群；最后在选择最合适的模型群进行交互式模型滤波，输出最终的挠曲变形角的估计。本发明能够较快的估计出具有较高精度的载体挠曲变形角，有效降低了挠曲变形的影响。

技术领域

本发明涉及惯性技术领域，具体为基于变结构多模型的载体挠曲变形角的估计方法。

背景技术

随着科技的发展，对载体及载体设备的精度、时效性等方面要求越来越高，由于载体并非是个绝对的刚体，所以载体处于机动情况时将会导致载体挠曲变形，而挠曲变形对载体及载体设备有一定的影响，因此精确、快速估计出载体的挠曲变形十分重要。

载体机动产生的挠曲变形是模型结构可变的，并且参数不确定，这样采用单一模型和固定参数，将大大影响估计精度。例如在专利申请号为201811633089.X，名称为“一种适用于机翼挠曲变形的机载自适应传递对准方法”的专利文件中，根据飞行高度，对观测噪声R_k进行调整，进行子惯导的对准解算，实现滤波算法自适应。但是由于机体的挠曲变形是结构可变的，仅仅通过高度去进行自适应滤波，只能相对提高精度，不能完全准确补偿挠曲变形的影响。又如在专利申请号为201710185998.0，名称为“基于交互式多模型滤波的船体变形角估计方法”的专利文件中，考虑到挠曲变形模型是结构可变，运行交互式多模型滤波，可以实现高精度的变形角的估计。但是在交互式多模型滤波中，一方面要保证模型群有足够多的模型来覆盖系统的实际模型；另一方面，为了保证计算速度，需要尽量使用较小的模型数量。显然，这两个要求是矛盾的，为了实现更高精度的变形角的估计，交互式多模型滤波是无法实现的。

发明内容

本发明的目的是为了可以大大提高载体挠曲变形角的估计精度与时效性，减少挠曲变形对载体及载体设备的影响的基于变结构多模型的载体挠曲变形角的估计方法。

基于变结构多模型的载体挠曲变形角的估计方法，包括以下步骤：

步骤1：在载体安装主惯导、待测量的挠曲变形区域安装子惯导，对捷联惯性导航系统的惯性测量元件进行充分预热，使之可进入工作状态。

步骤2：建立系统子模型的状态方程及量测方程。

步骤3：建立13个子模型与5个模型群，13个子模型分别为：m₁、m₂、m₃、m₄、m₅、m₆、m₇、m₈、m₉、m₁₀、m₁₁、m₁₂、m₁₃，5个模型群分别为：{m₁,m₂,m₃,m₄,m₅}、{m₂,m₁,m₆,m₉,m₁₀}、{m₃,m₁,m₆,m₇,m₁₁}、{m₄,m₁,m₇,m₈,m₁₂}、{m₅,m₁,m₈,m₉,m₁₃}。

步骤4：令k＝k+1，式中k为时刻，运行一次交互式多模型(IMM)滤波。

步骤5：检测是否有候选模型群被激活。