一种惯性多普勒全参量高精度标定方法及装置与流程

文档序号:22167575发布日期:2020-09-11 20:44阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种惯性多普勒全参量高精度标定方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1,利用卫星导航信息对惯导系统进行初始对准;

s2,对多普勒三维标度因数误差和惯导安装三维误差进行建模,基于惯导系统误差方程以及多普勒误差方程,建立关于导航系统误差、惯性器件误差以及多普勒三维标度因数和安装误差的高阶数学模型,即卡尔曼滤波器;

s3,同步采集卫导水平位置信息及多普勒导航信息,根据卫导信息有效状态,结合所述卡尔曼滤波器,构造相应的卡尔曼滤波方程;

s4,以深度计信息作为观测量进行组合导航滤波,以组合后的高度信息对地球重力参数信息进行解算,完成深度计与惯导之间的深度信息融合;

s5,在滤波稳定后,惯导系统进入在线反馈状态,滤波器利用状态变量估计值对惯导系统各项误差进行实时修正。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤s1,包括:

s101,利用动态解析对准算法快速确定惯导粗略水平姿态及航向,获得航行器初始航姿;

s102,同步采集卫导水平位置信息,以惯导位置误差作为观测量进行卡尔曼滤波,完成初始对准。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:s103,在对惯导系统完成初始对准后,对卡尔曼滤波参数进行重置,转入惯性/多普勒全参量标定状态。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的根据卫导信息有效状态构造相应的卡尔曼滤波方程,包括:

在卫导系统有效状态下,利用卫导位置信息及多普勒速度信息,计算惯导位置误差以及速度误差,并以所述惯导位置误差以及速度误差作为观测量,构建卫导系统有效状态下的卡尔曼滤波方程;

在卫导系统失效状态下,利用多普勒速度信息,以惯导速度误差误差作为观测量,将所述卫导系统有效状态下的卡尔曼滤波方程进行离散化,得到卫导系统失效状态下的卡尔曼滤波方程。

5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于,在所述步骤s4之前还包括:

以组合导航速度信息为基准对多普勒速度信息的有效性进行判断,若当前系统在第一时间阈值内处于无效状态,则滤波器进入预测状态;若当前系统超过第二时间阈值处于无效状态,则系统退出组合导航状态;

其中第二时间阈值大于第一时间阈值。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的以组合导航速度信息为基准对多普勒速度信息的有效性进行判断,包括:

对多普勒两次测量信息进行计算得到速度增量信息;

对组合导航后的速度信息进行统计处理得到速度增量信息基准值;

当测量值与基准值差值超过设定门限值后,则多普勒当前信息不可用;当测量值与基准值差值小于设定门限值后,则多普勒当前信息可用。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤s4还包括:利用连续稳定输出的组合导航高度信息对深度计信息进行有效性判断。

8.一种惯性/多普勒全参量高精度标定系统,其特征在于,包括:

初始对准模块,利用卫星导航信息对惯导系统进行初始对准;

滤波器建立模块,对多普勒三维标度因数误差和惯导安装三维误差进行建模,基于惯导系统误差方程以及多普勒误差方程,建立关于导航系统误差、惯性器件误差以及多普勒三维标度因数和安装误差的高阶数学模型,即卡尔曼滤波器;

滤波方程构造模块,同步采集卫导水平位置信息及多普勒导航信息,根据卫导信息有效状态,结合所述卡尔曼滤波器,构造相应的卡尔曼滤波方程;

深度信息融合模块,以深度计信息作为观测量进行组合导航滤波,以组合后的高度信息对地球重力参数信息进行解算,完成深度计与惯导之间的深度信息融合;

反馈修正模块,在滤波稳定后,系统进入在线反馈状态,滤波器利用状态变量估计值对系统各项误差进行实时修正。

9.一种电子设备,其特征在于,包括:

存储器,用于存储计算机软件程序;

处理器,用于读取并执行所述存储器存储的计算机软件程序,用于实现权利要求1-7任一项所述的一种惯性/多普勒全参量高精度标定方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质内存储有用于实现权利要求1-7任一项所述的一种惯性/多普勒全参量高精度标定方法的计算机软件程序。


技术总结
本发明涉及一种惯性多普勒全参量高精度标定方法及装置。该方法充分利用卫导、多普勒信息实现了航行器航行状态下多普勒三维安装误差和三维标度因子误差的标定,解决了现有算法标定精度低或对航行机动要求严格等的问题;在卫导有效的条件下通过多传感器组合导航对惯导陀螺漂移、加表漂移以及航行过程中多普勒标度因数误差进行在线标定;在卫导丢失后利用准确标定后的多普勒信息辅助惯导导航,可保持高精度的速度组合导航性能;在整个标定过程中还可利用组合导航后的高精度导航参数信息对多普勒信息进行故障检测,保证了系统的稳定性与容错性。

技术研发人员:杨玉孔;邹志峰;杜勇;刘兵
受保护的技术使用者:中国船舶重工集团公司第七一七研究所
技术研发日:2019.12.28
技术公布日:2020.09.11
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