[发明专利]一种GNSS辅助的DVL误差标定方法

权利要求书

1.一种GNSS辅助的DVL误差标定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：采集实验数据，包括SINS/GNSS组合导航系统输出的载体速度向量在导航坐标系n下的投影和载体姿态角，以及DVL输出的载体速度向量在DVL设备坐标系d下的投影并利用载体姿态将转换至载体坐标系b下，得

S2：选取安装偏角误差和刻度因子误差ζ为状态量，建立Kalman滤波状态方程并离散化；

S3：利用k-1时刻反馈修正得到的安装偏角转换矩阵将k时刻的转换至载体坐标系b下，得DVL输出的载体速度向量在载体坐标系b下的投影

S4：将k时刻与的差作为Kalman滤波的观测量，建立k时刻Kalman滤波量测方程；

S5：进行Kalman滤波；

S6：利用安装偏角误差估计反馈修正安装偏角转换矩阵并置零安装偏角误差估计；

S7：重复S3～S6，直至安装偏角转换矩阵和刻度因子误差都收敛到一个准确的值。

2.根据权利要求1所述的GNSS辅助的DVL误差标定方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下过程：

S1.1采集实验数据，包括SINS/GNSS组合导航系统输出的载体速度向量在导航坐标系n下的投影和载体姿态角，以及DVL输出的载体速度向量在DVL设备坐标系d下的投影

S1.2利用载体姿态将SINS/GNSS组合导航系统输出的载体速度向量在导航坐标系n下的投影转换至载体坐标系b下，得SINS/GNSS组合导航系统输出的载体速度向量在载体坐标系b下的投影

其中，为k时刻导航坐标系n到载体坐标系b的坐标转换矩阵，由k时刻SINS/GNSS组合导航系统输出的载体姿态角转换获得；为k时刻SINS/GNSS组合导航系统输出的载体速度向量在导航坐标系n下的投影；为k时刻SINS/GNSS组合导航系统输出的载体速度向量在载体坐标系b下的投影。

3.根据权利要求1所述的GNSS辅助的DVL误差标定方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下过程：

S2.1选取常量安装偏角误差和刻度因子误差ζ为状态量，建立系统Kalman滤波状态方程：

其中，X为状态向量，为安装偏角误差向量，ζ为刻度因子误差标量；F为系统矩阵，F＝0_4×4；W为系统噪声向量；

S2.2将状态方程离散化：

X(k)＝Φ(k,k-1)X(k-1)+G(k,k-1)W(k-1)

其中，X(k)为k时刻的状态向量；Φ(k,k-1)为k-1时刻到k时刻的状态一步转移矩阵，Φ(k,k-1)＝I_4×4；W(k-1)为k-1时刻的系统噪声向量，G(k,k-1)为k-1时刻到k时刻的系统噪声输入矩阵。

4.根据权利要求1所述的GNSS辅助的DVL误差标定方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下过程：

利用k-1时刻反馈修正得到的安装偏角转换矩阵将k时刻DVL输出的载体速度向量在DVL设备坐标系d下的投影转换至载体坐标系b下，得DVL输出的载体速度向量在载体坐标系b下的投影

其中，为k时刻DVL输出的载体速度向量在DVL设备坐标系d下的投影；为k-1时刻反馈修正得到的安装偏角转换矩阵，表示载体坐标系b与k-1时刻估计DVL设备坐标系的转换关系；为k时刻DVL输出的载体速度向量在载体坐标系b下的投影。