[发明专利]一种基于粒子滤波的惯性导航系统初始对准方法

权利要求书

1.一种基于粒子滤波的惯性导航系统初始对准方法，其特征在于包括下列步骤：

1)建立基于二位置的水平姿态角计算模型；

2)建立基于二位置的航向角计算模型；

3)建立基于二位置的非线性初始对准模型；

4)构建用于初始对准的高斯粒子滤波器；

5)由导航计算机，采集惯性器件输出信息，并完成初始对准滤波。

2.根据权利要求1所述的一种基于粒子滤波的惯性导航系统初始对准方法，其特征在于步骤1)所述水平姿态角计算模型的建立方法如下：

开始静基座初始对准时，惯性导航系统具有一定的姿态角：俯仰角为θ，横滚角为γ，航向角为ψ，则加速度计输出为：

fxfyfz=Cnb00g+ΔfxΔfyΔfz=Cnb00g+▿x▿y▿z+wxwywz---(1)]]>

式中，f为机体系下的加速度计输出，g为当地重力加速度，Δf代表加速度计误差，为机体系下的加速度计随机常值，w为机体系下的加速度计随机漂移，考虑为白噪声，下标x，y，z为机体轴向；C_n^b表示了从导航坐标系n系到机体坐标系b系的转换关系矩阵，满足：

Cnb=sinψsinθsinγ+cosψcosγcosψsinθsinγ-sinψcosγ-cosθsinγsinψcosθcosψcosθsinθcosψsinγ-sinψsinθcosγ-cosψsinθcosγ-sinψsinγcosθcosγ---(2)]]>

将(2)式代人(1)式，并移项可以得到：

-sinγcosθ·gsinθ·gcosγcosθ·g+▿x▿y▿z=fx1fy1fz1+wx1wy1wz1---(3)]]>

式中，上标1表示在惯性导航系统在静基座初始时，即位置1处的值；

将惯性导航系统绕基座的天向轴旋转180度，则有：

-sin(-γ)cos(-θ)·gsin(-θ)·gcos(-γ)cos(-θ)·g+▿x▿y▿z=fx2fy2fz2+wx2wy2wz2---(4)]]>

式中，上标2表示将惯性导航系统绕基座的天向轴旋转180度后，即位置2处的值；

将(3)式减去(4)式可得：

-2sinγcosθ·g2sinθ·g0=fx1-fx2fy1-fy2fz1-fz2+wx1-wx2wy1-wy2wz1-wz2---(5)]]>

由(5)式可以得到：

θ=arcsn(fy1-fy2)+(wy1-wy2)2gγ=arcsin(fx1-fx2)+(wx1-wx2)2g.---(6)]]>