[发明专利]一种多源惯性导航信息合理性判别方法

摘要

本发明涉及一种多源惯性导航信息合理性判别方法，属于组合导航技术领域，具体涉及一种应用于惯性‑卫星组合导航技术领域，该方法能够在多套惯性导航信息解算单元配置情况下，对惯性导航信息的合理性进行判别和信息进行决策。本发明的方法通过对单拍数据进行有效性判别，以剔除出现故障的惯性解算单元发送的惯性导航信息，提高惯性导航信息的正确性；本发明的方法能够适应通信故障造成的惯性导航信息部分缺失现象，用通信正常的惯性导航信息进行组合导航计算，提高所使用的惯性导航信息的可靠性。

主权项

1.一种多源惯性导航信息合理性判别方法，其特征在于该方法的步骤为：(1)对由多个惯性解算单元输出的第一拍惯性导航信息进行第一拍数据有效性判别，该有效性判别包括惯性导航信息的整数型一致性比较和惯性导航信息的浮点数一致性比较；(2)步骤(1)中任意两个第一拍惯性导航信息整数型一致且浮点数一致，则认为此两个第一拍惯性导航信息一致，选取其中任意一个第一拍惯性导航信息作为组合导航输入的惯性导航信息；(3)对由多个惯性解算单元输出的第二拍惯性导航信息进行第二拍数据有效性判别，该有效性判别包括惯性导航信息的整数型一致性比较和惯性导航信息的浮点数一致性比较；(4)步骤(3)中任意两个第二拍惯性导航信息整数型一致且浮点数一致，则认为此两个第二拍惯性导航信息一致，选取其中任意一个第二拍惯性导航信息作为组合导航输入的惯性导航信息；(5)判断步骤(2)得到的第一拍惯性导航信息和步骤(4)得到的第二排惯性导航信息是否来自于同一个惯性解算单元，如果是来自于同一个惯性解算单元则进行步骤(6)，如果是来自于不同的惯性解算单元则认为惯性导航信息无效，结束本周期工作，等待进入下一个周期的工作；(6)首先由组合导航软件记录组合导航周期起始时刻与第二拍惯性导航信息的时刻的时间间隔tgap，然后计算得到组合导航周期起始时刻处的惯性导航信息，即计算组合导航周期起始时刻惯性导航信息的惯性系位置、惯性系速度和载体系向惯性系坐标转换矩阵；组合导航软件录取时刻t1的惯性导航信息称为第一拍惯性导航信息，组合导航软件录取时刻t2的惯性导航信息称为第二拍惯性导航信息；第一拍惯性导航信息和第二拍惯性导航信息用于合理性判别和选择决策；步骤(1)和步骤(3)中所述的惯性导航信息的整数型一致性比较是指：判别其中任意两个惯性导航信息的整数型一致，是指惯性导航信息传递的通讯正确，且惯性导航信息中的整数型信息相等；步骤(1)和步骤(3)中所述的惯性导航信息的浮点数一致性比较是指：判别其中任意两个惯性导航信息的浮点数一致，是指惯性导航信息的速度和位置信息满足如下公式：且式中，(xm,ym,zm)表示任意两个惯性导航信息中的一个惯性导航信息中的惯性系位置，(Vx_m,Vy_m,Vz_m)表示任意两个惯性导航信息中的一个惯性导航信息中的惯性系速度，(xn,yn,zn)表示任意两个惯性导航信息中的另一个惯性导航信息中的惯性系位置，(Vx_n,Vy_n,Vz_n)表示任意两个惯性导航信息中的另一个惯性导航信息中的惯性系速度；εinsp为惯性系位置一致性门限，εinsv为惯性系速度一致性门限；步骤(2)中选取第一拍惯性导航信息作为组合导航输入的惯性导航信息时，以得到的第一拍惯性导航信息一致性最多的作为组合导航的输入；作为一致性最多的惯性导航信息有两个以上时，按照惯性解算单元的逻辑编号从前往后选取；所述的步骤(6)中组合导航周期起始时刻处的惯性导航信息的惯性系位置的计算方法为：其中，(xa,ya,za)为第一拍惯性导航信息的时刻t1的惯性系位置，(xb,yb,zb)为第二拍惯性导航信息的时刻t2的惯性系位置；Kr为时间比例系数，Kr＝(T1‑tgap)/T1，T1为多个惯性解算单元向组合导航软件输送惯性信息的周期；所述的步骤(6)中组合导航周期起始时刻处的惯性导航信息的惯性系速度的计算方法为：其中，(vx_a,vy_a,vz_a)为第一拍惯性导航信息的时刻t1的惯性系速度，(vx_b,vy_b,vz_b)为第二拍惯性导航信息的时刻t2的惯性系速度，(x,y,z)为组合导航周期起始时刻的惯性导航信息惯性系位置，(vx,vy,vz)为组合导航周期起始时刻的惯性导航信息惯性系速度，Kr为时间比例系数，Kr＝(T1‑tgap)/T1，T1为多个惯性解算单元向组合导航软件输送惯性信息的周期；所述的步骤(6)中组合导航周期起始时刻处的惯性导航信息的载体系到惯性系的姿态转换矩阵的计算方法为：设第一拍惯性导航信息的时刻t₁的姿态四元数为：第一拍惯性导航信息的时刻t₂的姿态四元数为：则从时刻t₁到t₂间的转动四元数为：式中，表示四元数相乘；从时刻t1到时刻t2间转动的角度(Δθx Δθy Δθz)为：组合导航周期起始时刻处的姿态四元数为：其中，(Δθx_t Δθy_t Δθz_t)为从时刻t1到组合导航周期起始时刻转动的角度，Δθx_t＝Kr·Δθx，Δθy_t＝Kr·Δθy，Δθz_t＝Kr·Δθz，Kr为时间比例系数，组合导航周期起始时刻的载体系到惯性系的姿态转换矩阵为：