[发明专利]一种用于水下无人航行器在极区导航的初始精对准方法

权利要求书

1.一种用于水下无人航行器在极区导航的初始精对准方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：完成极区粗对准，得到水下无人航行器极区导航粗对准结果；

步骤二：输入水下无人航行器精对准时间t、滤波周期T，计算滤波总次数N，并令初始滤波次数K为0；

步骤三：滤波次数K加1；

步骤四：水下无人航行器利用自身携带的惯性导航系统，建立格网坐标系下惯性导航系统的力学编排模式，建立水下无人航行器格网力学编排下的状态方程；

步骤五：选择精对准的观测校正形式，量测量选为：Z＝[(δV^G)^T]^T，

量测方程为：

Z·=HX+V]]>

其中，为Z的导数；H为量测矩阵；V为量测噪声，且为高斯白噪声，

H＝[0_3×3 I_3×3 0_3×3 0_3×3 0_3×3]^T；

步骤六：根据设计得到的水下无人航行器在极区导航的初始精对准算法的状态量、状态方程、量测量、量测方程，进行卡尔曼滤波估计融合，从而得到水下无人航行器在极区导航的初始精对准结果；

步骤七：判断当前滤波次数K是否大于等于总滤波次数N：当不满足K≥N时，则跳转至步骤二重复执行；当满足K≥N时，则水下无人航行器极区初始精对准过程结束。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下无人航行器在极区导航的初始精对准方法，其特征在于：所述的建立水下无人航行器格网力学编排下的状态方程过程为：

选择水下无人航行器姿态误差、速度误差、位置误差、陀螺漂移、加速度计漂移为状态变量，即：X＝[(φ^G)^T (δV^G)^T (δR^e)^T (ε^b)^T (▽^b)^T]^T；

其中，φ^G为水下无人航行器在格网坐标系下的姿态误差；δV^G为水下无人航行器在格网坐标系下的速度误差；δR^e为水下无人航行器在格网坐标系下的位置误差；ε^b为陀螺漂移；为加速度计漂移；

结合水下无人航行器格网导航力学编排和误差方程推导，得到水下无人航行器极区组合导航系统状态方程为：

φ·G=Cω-1[-(ωiGG×)φG+(CωieR+CωeGR)δRe+CωeGvδVG-CbG′ϵb]δV·G=fG×φG+[VG×CωeGv-(2ωieG+ωeGG)×]·δVG+[VG×(2CωieR+CωeGR)]δRe+CbG▿bδR·e=CGeδVG-CGe(VG×)CβRδReϵ·b=0▿·b=0]]>

其中，为φ^G的导数；为δV^G的导数；为δR^e的导数；为的导数；为的导数；C_ω，C_ωieR，C_ωeGR，C_ωeGv，C_βR均为参数矩阵；为格网坐标系下，惯性坐标系相对于格网坐标系的旋转角速度；为载体坐标系与计算格网坐标系之间的方向余弦矩阵；f^G为格网坐标系下的比力矩阵；为格网坐标系下，惯性坐标系相对于地球坐标系的旋转角速度；为格网坐标系下，地球坐标系相对于格网坐标系的旋转角速度；为载体坐标系与格网坐标系之间的方向余弦矩阵；为格网坐标系与地球坐标系之间的方向余弦矩阵，V^G为水下无人航行器在格网坐标系下的速度。