[发明专利]一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法

权利要求书

1.一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：

(1)利用SINS的加速度计采集载体比力信息，得到在载体坐标系下的比力f^b；

(2)根据惯导系统解算方程，已知载体坐标系到地理坐标系的余弦矩阵可以得到地理系相对地球系的速度矢量

(3)利用初始经纬度信息，确定地理系到地球系的角速度将地球的自转角速度投影到地理坐标下为求和得到地理坐标系到惯性系角速度

(4)利用SINS陀螺仪采集载体的角速度信息以及角速度在余弦矩阵作用下可得到求差可得载体在导航解算后的载体相对于地理坐标系的角速度

(5)利用SINS采集的比力信息和余弦矩阵确定SINS在载体坐标系中的位置信息；利用卫星导航系统接收机采集到的卫星导航系统的信号确定接收机在载体系中的位置信息，位置信息与位置信息作差得到两系统在载体系中的杆臂距离r^b；

(6)对载体系中的杆臂距离r^b进行解算和微分得到在地理坐标系下的距离误差Δl，速度误差Δv和加速度误差Δa,得到在地理系下的表达式以及与角速度的关系；

(7)根据载体相对于地理坐标系的角速度的斜对称矩阵信息，利用跟踪微分器以角速度为非线性跟踪器的输入，则输出为角加速度信息，得到斜对称矩阵的微分值

(8)根据载体相对于地理坐标系的距离误差，速度误差和加速度杆误差的模型表达式，利用跟踪微分器得到的信息，解算出杆臂误差值。

2.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：所述的比力f^b

3.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：所述步骤(2)中，载体系到地理系的转换矩阵定义为坐标系先绕z轴转动偏航角ψ，再绕x轴转动俯仰角θ，最后绕y轴转动滚动角γ得到，具体表达式为：

地理坐标系下比力f^t为进行去噪、积分可得到地理系表示的速度导航解算系与地理坐标系重合。

4.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：在步骤(3)中，将地理坐标系下的速度转换为曲度阵

将地球自转角速度w_ie也投影到地理系得：两者求和得到载体在地理系相对于惯性系的角速度

其中K表示载体偏北向的航向，表示纬度，R表示地球半径。

5.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：在步骤(4)中，通过载体在地理系相对于惯性系的角速度转换矩阵的作用，可得到地理系相对惯性系的角速度在载体系中的投影其中又根据步骤(3)的SINS陀螺仪采集到得角速度得到载体相对于地理系在载体系的角速度投影其中

6.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于： 在步骤(5)中，通过确定SINS和卫星导航系统/接收机分别在载体系中的位置坐标矢量为和差为r^b，记r^b＝[r_xr_yr_z]^T,r_x，r_y，r_z分别表示卫星导航系统接收机和SINS位置差在载体坐标系三个坐标轴方向上的投影。

7.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：在步骤(6)中，根据两系统的位置差r^b，对r^b进行导航解算且微分可得在地理系下中的到距离误差Δl、速度误差Δv和加速度误差Δa,

其中，即是步骤(5)中得到的，表示的斜对称矩阵，若记 则

是的微分。

8.根据权利要求1所述的一种基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法，其特征在于：在步骤(7)中，利用跟踪微分器跟踪提取并微分信号的功能，让非线性跟踪微分器作用于 经过滤波后可以得到精度较高的信息，然后进行导航解算。