[发明专利]一种用于光纤陀螺寻北的粒子滤波方法

权利要求书

1.一种用于光纤陀螺寻北的粒子滤波方法，其特征在于包括下列步骤：

1)建立单轴光纤陀螺敏感地球自转角速率水平分量的输出特性；

2)建立非线性光纤陀螺寻北系统的状态空间模型和观测模型；

3)对后验概率密度函数进行混合高斯近似；

4)连续滤波密度的网格近似；

5)构建基于网格的粒子滤波器；

6)最后由导航计算机根据光纤陀螺寻北系统的状态方程和观测方程，采集光纤陀螺

输出信息，并完成寻北的滤波解算。

2.根据权利要求1所述的一种用于光纤陀螺寻北的粒子滤波方法，其特征在于步骤(1)中所述建立单轴光纤陀螺敏感地球自转角速率水平分量的输出特性的方法如下：

将光纤陀螺固定在转台上，转台相对大地水准面平行，光纤陀螺的输入轴与转台平面平行；方位测量时，光纤陀螺相对地球静止，则地球自转角速率在光纤陀螺敏感轴方向上的分量为：

式中，ω(t)为地球自转角速率在光纤陀螺敏感轴方向上的分量，ω_ie为地球自转角速率，为当地纬度，θ为光纤陀螺敏感轴与北向的夹角，ε(t)为光纤陀螺随机漂移，其表达式为：

ε(t)＝ε₀+G(t)                       (2)

式中，ε₀为光纤陀螺常值漂移，G(t)为高斯白噪声。

3.根据权利要求1所述的一种用于光纤陀螺寻北的粒子滤波方法，其特征在于的步骤(2)中所述建立非线性光纤陀螺寻北系统的状态空间模型和观测模型的方法如下：

寻北时将光纤陀螺固定在水平转台上，此时为位置1，转台水平旋转180°，此时为位置2，将水平面内相差180°的两个位置上的光纤陀螺输出量相减，构成二位置量测：

(3)

式中，ε_k¹为k时刻即第k次滤波在位置1处光纤陀螺的输出，ε_k²为k时刻在位置2处光纤陀螺的输出，θ_k为光纤陀螺敏感轴与北向的夹角在k时刻的值，ε_k¹为k时刻在位置1处光纤陀螺的随机漂移，ε_k²为k时刻在位置2处光纤陀螺的随机漂移；

建立系统的状态方程和观测方程：

θ_k＝θ_k-1+w_k-1                 (4)

式中，θ_k-1为k-1时刻光纤陀螺敏感轴与北向的夹角，w_k-1为k-1时刻平台振动等原因引起的系统状态方程随机误差，z_k为k时刻的二位置观测量，v_k为k时刻陀螺漂移引起的观测方程随机误差。