[发明专利]一种姿态匹配过程中抗挠曲误差的自适应滤波方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性导航技术，具体涉及一种姿态匹配过程中抗挠曲误差的自适应滤波方法。

背景技术

导弹初始对准局部基准(以下简称局部基准)是通用垂直发射系统的组成部分，能够为舰船上的导弹提供初始对准所需要的基准信息。为了保证传递对准信息的可靠性及准确性，局部基准系统一般安装在导弹惯导的附近。如此会导致局部基准系统离主惯导距离较远，舰船的挠曲变形对主子惯导之间的传递对准影响不可忽略，特别是对姿态匹配过程的影响。

因此，为了保证主子惯导之间的传递对准精度，最大程度降低舰船挠曲变形的影响，需要对挠曲误差进行分析，隔离其影响，提高姿态匹配精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种姿态匹配过程中抗挠曲误差的自适应滤波方法，其能够提高主子惯导间安装误差及惯性器件误差的估计精度，进而提高姿态匹配精度。

本发明的技术方案如下：

一种姿态匹配过程中抗挠曲误差的自适应滤波方法，包括如下步骤：

步骤一、建立挠曲特性物理模型

利用挠曲变形的二阶马尔可夫过程公式，确定挠曲特性模型

其中，为挠曲变形角速率，[ξ_x ξ_y ξ_z]为挠曲变形角度，[w_x w_y w_z]为白噪声，[β_x β_y β_z]为常数；

步骤二、建立滤波误差模型

其中，X为抗挠曲误差向量，δh为高度误差、δV_n,δV_u,δV_e为速度误差、φ_n,φ_u,φ_e为子惯导失准角、▽_x,▽_y,▽_z为子惯导加表零偏、ε_x,ε_y,ε_z为子惯导陀螺零偏、φ_ax,φ_ay,φ_az为子惯导相对主惯导的安装误差、δτ为主基准航姿信息延迟、δτ_V为主基准速度信息延迟，θ_x,θ_y,θ_z为挠曲角度，为挠曲角速率；

步骤三、确定系统状态方程

其中，A₁为依据误差模型确定的标准表达式；W为噪声误差矩阵；β_x＝β_y＝β_z＝2.146/τ，τ为时间常数

步骤四、解算上述状态方程，得出抗挠曲误差估计值。

在上述的一种姿态匹配过程中抗挠曲误差的自适应滤波方法中，所述的步骤四中采用卡尔曼滤波过程分离估计抗挠曲误差；

与挠曲误差相关的状态估计阵P及噪声阵Q的初始值为：

P₀＝diag[(0.1°)²、(0.1°)²、(0.1°)²、(0.1°)²、(0.1°)²、(0.1°)²]

Q＝diag[Q_x、Q_y、Q_z]

其中，

其中，为载体系相对于导航系的转动角速度。

本发明的显著效果在于：

本方法中建立新的挠曲物理量模型，A₂考虑到挠曲角度及角速度建立了新的状态矩阵，通过卡尔曼滤波完成主子惯导系统之间的挠曲误差估计，解决了挠曲变形带来的问题。

提出的姿态匹配过程中抗挠曲误差的自适应滤波方法，利用挠曲变形的误差模型，隔离挠曲误差对姿态匹配过程的影响，提高局部基准系统输出的各项信息的精度，保证传递对准的可靠性。利用卡尔曼滤波过程分离估计主子惯导之间的挠曲误差，提高主子惯导之间安装误差及惯性器件误差的估计及收敛精度，提高主子惯导系统之间传递对准精度，保证局部基准系统输出信息的可靠性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

1、定义坐标系