[发明专利]飞行体的导航方法、装置及系统

权利要求书

1.一种飞行体的导航方法，包括：

获取所述飞行体的运动状态信息；

基于预先构建的组合导航模型和所述运动状态信息，对系统噪声和量测噪声中的至少一个进行估计；

基于所估计的系统噪声和量测噪声中的至少一个，修正惯导系统的惯导数据，并基于所修正的惯导数据对所述飞行体进行导航；

其中，所述组合导航模型是通过以下方法构建的：基于所述惯导系统的误差量构建状态量，建立状态方程；基于GPS系统的量测参数构建观测量，建立量测方程；

其中，基于所述惯导系统的误差量构建状态量，建立状态方程，包括：从所述惯导系统获取所述误差量，其中，所述误差量包括位置误差ΔP、速度误差Δv、姿态误差加速度计零偏误差Δa和陀螺零偏误差Δω；选取所述误差量作为所述状态量，建立如下的状态方程：

ΔP_k和ΔP_k+1分别为k时刻、k+1时刻的位置误差；ΔV_k和ΔV_k+1分别为k时刻、k+1时刻的速度误差；和分别为k时刻、k+1时刻的姿态误差；Δa_k和Δa_k+1分别为k时刻、k+1时刻的加速度计零偏误差；Δω_k和Δω_k+1分别为k时刻、k+1时刻的陀螺零偏误差；B₁为加速度计零偏误差的比例系数；B₂为陀螺零偏误差的比例系数；W_k·a为k时刻加速度计误差的随机系统动态噪声；W_k·ω为k时刻陀螺误差的随机系统动态噪声，k表示时刻，Δt为时间，St为反对称矩阵，为变化矩阵，n表示导航坐标系，b表示载体坐标系；

其中，采用AEKF算法，基于以下公式，对所述量测噪声进行估计：

其中，分别为k时刻的量测噪声的协方差矩阵、量测噪声的均值，d_k＝(1-b)/(1-b^k+1)为遗忘因子，为k-1时刻的量测噪声的协方差矩阵，ε_k为残差，为残差的转置矩阵，T为矩阵转置符号，H_k为观测矩阵，P_k，k-1为系统协方差的一步预测矩阵，为观测矩阵的转置，b为系数，取值范围为(0，1)，k表示时刻，为k-1时刻的量测噪声的均值，Z_k为系统观测量，H_k为观测矩阵，为系统状态量的一步预测。

2.根据权利要求1所述的导航方法，其中，基于GPS系统的量测参数构建观测量包括：基于GPS系统的量测参数构建如下的量测方程：

其中，Z_k+1为k+1时刻观测量，h为观测矩阵，X_k+1为k+1时刻系统的状态向量，l为单位矩阵，ΔP_k+1为k+1时刻的位置误差；ΔV_k+1为k+1时刻的速度误差。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的导航方法，其中，在修正惯导系统的惯导数据之前，所述方法还包括：

判断GPS系统的数据是否更新；

在所述GPS系统的数据更新的情况下，进入GPS和惯导系统组合导航的状态；

在所述GPS系统的数据未更新的情况下，使用所述惯导系统的数据进行导航，并等待GPS数据更新，然后在所述GPS数据更新后，进入GPS和惯导系统组合导航的状态。

4.根据权利要求3所述的导航方法，其中，基于预先构建的组合导航模型和所述运动状态信息，对系统噪声和量测噪声中的至少一个进行估计包括：

对所述状态量进行状态预测；

对所述观测量进行量测更新；

基于所预测的状态量和所更新的观测量，利用自适应估计器对所述系统噪声和量测噪声中的至少一个进行估计。