[发明专利]一种舰载旋转式捷联惯导系统在线标定的方法

摘要

本发明公开了一种舰载旋转式捷联惯导系统在线标定的方法，包括：建立惯性器件输出误差模型和惯导系统误差方程，研究惯性器件参数误差的可标定性并确定状态量和量测量；根据状态量维数确定cubature点的位置和权值，推导与cubature点相关的状态方程、一步状态预测和状态预测协方差阵，并引入多重时变渐消因子修正状态预测协方差阵；推导与cubature点和渐消因子相关的量测方程、自相关协方差阵、互相关协方差阵、增益矩阵、状态估计值和状态误差协方差估计值，设计出具有强跟踪性能和强鲁棒性的强跟踪容积卡尔曼滤波方法。本发明利用该滤波算法对惯性器件参数误差进行估计和进行在线标定并补偿惯性器件参数误差，有效地提高了导航精度，具有较强的参数变动的鲁棒性。

主权项

一种舰载旋转式捷联惯导系统在线标定的方法，其特征在于，该舰载旋转式捷联惯导系统在线标定的方法包括以下步骤：步骤一，建立陀螺、加速度计的输出误差模型和惯导系统的误差方程；步骤二，选择位置、速度和姿态误差及惯性器件参数误差作为滤波器状态量，建立状态方程；步骤三，以惯导系统解算的位置、速度、姿态信息和GPS、多普勒计程仪、星敏感器提供的位置、速度、姿态信息的差值作为滤波器量测量，建立量测方程；步骤四，根据滤波器的状态量维数n和容积卡尔曼滤波算法特性，确定cubature点的位置ξi与对应权值ωi，其中i＝1，…，2n；步骤五，根据获得的cubature点，通过Cholesky分解，得到状态方程中传播的cubature点，系统状态方程由于cubature点的位置及权值的影响可传播为另一与cubature点相关的新状态方程，得到与cubature点相关的一步状态预测值及状态预测协方差阵；步骤六，在步骤五中的状态预测协方差阵中加入一个多重时变渐消因子；步骤七，根据步骤四中获得的cubature点，通过Cholesky分解，得到量测方程中传播的cubature点，量测方程由于cubature点的位置及其权值的影响可传播为另一与cubature点和渐消因子相关的新量测方程；步骤八，根据步骤七推导出与cubature点和渐消因子相关的自相关协方差阵、互相关协方差阵、卡尔曼增益、状态估计值和状态误差协方差估计值，实现具有强跟踪性和强鲁棒性的强跟踪容积卡尔曼滤波算法的量测更新；步骤九，根据步骤五和步骤七中强跟踪容积卡尔曼滤波算法具体的时间更新和量测更新过程对步骤三中状态量进行估计，得到惯性器件各项参数误差值，实现了舰载捷联惯导系统在线标定。