[发明专利]捷联惯导系统晃动基座条件下杆臂效应的估计和补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于捷联惯导技术领域，涉及惯性导航系统，是一种捷联惯导系统晃动基座条件下，在精对准和导航阶段由杆臂效应引起的速度误差的估计和补偿方法。

背景技术

惯性技术是世界各工业强国发展的技术领域之一，惯性导航系统(INS，简称惯导)是一种利用惯性技术实现运载体自主导航的系统，捷联惯导没有实体平台，运载体的晃动干扰直接加给陀螺仪和加速度计。初始对准是捷联惯导系统关键技术之一，它为导航系统提供解算的初始值，对导航系统的精度有很大的影响，近年来成为国内外学者研究的热点。外界干扰会使传感器输出信号引入噪声，即影响传感器信号的可靠性，进而影响对准和导航精度。

杆臂效应是由于在惯性测量组件安装位置与载体摇摆中心不重合的情况下，载体受到外界干扰或者载体运动使捷联惯导系统基座处于摇摆或晃动状态，致使加速度计输出信息受到干扰，进而影响速度信息。杆臂效应引起的干扰会引起导航系统初始对准和导航解算很大的误差，必须进行估计和补偿。

由于杆臂长度计算不准确、载体运动的角速率和角加速率估计噪声大、初始的杆臂速度误差难估计等因素，传统的杆臂速度动力学补偿方法不能完全补偿杆臂误差，存有残余。通过低通滤波法滤除杆臂效应引起高频干扰，会导致有用信息丢失、传感器信息不同步、对准精度下降等问题。设计一种晃动基座条件下新的杆臂效应估计和补偿的方法具有重要的工程实用价值。

发明内容

本发明要解决的问题是：杆臂效应对捷联惯导系统的初始对准和导航解算有很大的影响，现有的技术手段不能对杆臂效应有效补偿。本发明主要解决晃动基座条件下，在对准和导航阶段如何估计杆臂效应以及如何补偿其影响的问题。

本发明的技术方案为：一种捷联惯导系统晃动基座条件下杆臂效应的估计和补偿方法，估计杆臂效应对捷联惯导系统的影响并进行补偿，包括以下步骤：

1)捷联惯导系统开机预热，采集惯性测量组件的输出数据；

2)进行粗对准，得到粗略的初始姿态矩阵

3)在粗对准基础上分两个阶段完成精对准过程；

31)建立扩展变量的参数辨识法精对准数学模型，构造系统方程和观测方程；扩展变量的参数辨识法精对准数学模型：

ΔVe=(▿e-g.φn0)t-t22gun+t36gωieuesinL+Vde+VseΔVn=(▿n+g.φe0)t+t22gue+t36gωie(unsinL-uucosL)+Vdn++Vsn]]>