[发明专利]一种用于水下滑翔器的导航系统及姿态角校正和回溯解耦方法

摘要

本发明公布了一种用于水下滑翔器的导航系统及姿态角校正和回溯解耦方法，属于水下滑翔器导航定位技术领域。该组合导航系统包括数字信号处理(DSP)模块、微机电系统(MEMS)惯性测量单元(IMU)等。由于俯仰或横滚运动使得姿态角(航向角、俯仰角、横滚角)之间的交叉耦合更加明显，姿态角之间的交叉耦合导致姿态角输出不准甚至错误，进而使随后的速度、位置等其它导航信息解算发生错误，基于回溯思想提出姿态角回溯解耦方法来消除姿态角之间的交叉耦合。本系统设计可以满足水下滑翔器导航系统低功耗、小体积、长航时的需求，姿态角回溯解耦方法有效地解决了姿态角之间的交叉耦合，大大提高了姿态角精度，达到了水下滑翔器长航时、低功耗、高精度导航定位的目的。

主权项

一种用于水下滑翔器的导航系统姿态角校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，根据陀螺仪输出的角速度、加速度计输出的加速度、磁力计输出的磁场强度进行导航信息解算,经导航解算后得到姿态角、速度、位置信息的导航数据；步骤B，根据导航解算出的导航数据，判断因俯仰或横滚运动，使得姿态角交叉耦合明显增大而造成的姿态角解算错误的节点，用姿态角交叉耦合造成解算错误的前一步解算数据重新计算，得出新的姿态角、速度、位置信息；步骤C，步骤B中回溯解耦后的姿态角、速度及位置信息经前置滤波器去噪后，一方面利用误差方程得到状态量，一方面和步骤A中经导航解算后得到姿态角、速度、位置信息分别作差得到观测量；将该状态量和观测量进入基于卡尔曼的自适应滤波算法，进行姿态角、速度、位置误差的最优估计，所得误差估计值校正惯导所得的导航信息，最终得到校正后准确的姿态角、速度和位置。