[发明专利]一种基于偏振信息的组合导航系统递推优化初始对准方法

权利要求书

1.一种基于偏振信息的组合导航系统递推优化初始对准方法，其特征包括以下步骤：

(1)建立以姿态失准角、速度误差、位置误差为状态的状态方程；

(2)基于偏振角信息建立以方位失准角为量测量的量测方程；

(3)建立以速度、位置为量测量的量测方程；

(4)对以上状态方程、传感器漂移方程和量测方程离散化；

(5)基于状态方程与量测方程设计递推H_∞滤波器。

2.根据权利要求1所述的基于偏振信息的组合导航系统的递推优化初始对准方法，其特征在于：所述步骤(2)中以偏振信息建立的量测方程如下：

Z_polar(k)＝H_polar(k)X(k)+V_polar(k)

其中，Z_polar(k)为时刻偏振角的量测值，k为时间，X(k)为系统状态，H_polar(k)为基于偏振角信息量测阵，V_polar(k)为偏振量测噪声。

3.根据权利要求1所述的基于偏振信息的组合导航系统的递推优化初始对准方法，其特征在于：所述步骤(5)中的基于状态方程与量测方程设计递推H_∞滤波器如下：

根据权利要求1所述的步骤(1)--(5)得到离散化的系统状态方程和量测方程为：

X(k+1)＝F(k)X(k)+B(k)ω(k)

Z(k)＝H(k)X(k)+D(k)ω(k)

其中X(k)＝[φ_E  φ_N  φ_U  δV_E  δV_N  δV_U  δL  δλ  δH]^T，φ_E、φ_N和φ_U为数学平台失准角；δV_E、δV_N和δV_U分别为东向、北向和天向速度误差；δL、δλ和δH分别为纬度误差、经度误差和高度误差；ω(k)为范数有界噪声；F(k)∈R^6×6，，为离散化后的系统转移矩阵，R为实数集，B(k)∈R^6×1为已知的离散化后的系统噪声增益矩阵；

Z(k)＝[Z_V(k)^TZ_P(k)^TZ_ploar(k)^T]^T∈R^7×6为系统量测量；其中Z_V∈R^3×1为速度观测量，即惯性导航系统给出的东、北、天三个方向速度与GPS接收机给出的相应速度的差值；Z_P∈R^3×1为位置观测量，即惯性导航系统给出的东、北、天三个方向速度与GPS接收机给出的相应速度的差值；Z_ploar(k)为权利要求2中所述的基于偏振角信息的量测量；H(k)∈R^7×6为测量矩阵，D(k)∈R^6×1为测量噪声增益矩阵；

已知正常数γ＞0，记X(0)为系统状态初，为系统状态初始估计值

P0=E[(X(0)-X^(0))(X(0)-X^(0))T]]]>为初始状态估计精度，可以根据陀螺和加速计的精度给出，E[·]为对·的期望运算；

递推H_∞滤波器算法编排为：

Re,k=I00-γ2I+H(k)IPkH(k)TI]]>

Pk=F(k)PkF(k)T+BkTBk-F(k)Pk-1H(k)TIRe,k-1H(k)IPk-1F(k)T]]>

K_k＝P_kH(k)^T[I+H(k)P_kH(k)^T]^-1

X^(k+1)=F(k)X^(k)+Kk[Z(k)-H(k)F(k)X^(k)]]]>

其中，R_e，k为中间变量，I为单位矩阵，P_k为估计均方误差矩阵，K_k滤波器增益矩阵，为滤波器对系统状态X(k)的估计。