[发明专利]一种主基准速度时间延迟估计和补偿方法

说明书

本发明是一种主基准速度时间延迟估计和补偿方法。包括如下步骤：步骤一：建立带时间延迟状态量τ_V的系统误差模型；步骤二：观测噪声自适应卡尔曼滤波估计；步骤三：利用加速度微量积分对速度时间延迟修正补偿；步骤3.1：计算速度时间延迟估计累计值；步骤3.2：速度时间延迟带来的速度误差补偿。该方法通过一种观测噪声自适应卡尔曼滤波对主基准速度时间延迟进行实时估计，并通过加速度微量积分方法求取准确速度时间延迟量，然后进行补偿，从而保证传递对准精度和导航输出精度。

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，涉及到一种主基准速度时间延迟估计和补偿方法。

技术背景

传递对准是惯导系统利用精度较高的主基准信息进行自身的航姿估计和相关误差估计，主基准信息的精度对传递对准的估计精度至关重要。在传递对准前，主基准导航信息的精度一般经过专门的测试考核，均能够满足使用指标要求。但影响传递对准的精度不光受主基准导航精度影响，传递过来的主基准信息时间特性对传递对准精度同样重要。

目前，子惯导利用主惯导信息的传输通道包括数字串口、以太网以及模拟量等。模拟量传递一般能够保证信息传递的实时性，而数字串口和以太网实时性较差，特别是以太网传输，往往由于其他信息报文或者系统分发处理的非实时性，导致传递过来的导航信息时间延迟过大，甚至能够达到秒级以上。这样的主基准信息将严重影响子惯导传递对准精度，甚至对准失败。

针对该问题，目前常采取的做法是对主基准信息的时间延迟进行预先测量或者在线估计。对于时间延迟较为固定的情况，可以进行预先测量，但若时间延迟随时间波动较大，则无法预先获得一个准确的 时间延迟信息，也就无法准确补偿。目前采用在线估计方法一般是在系统误差模型中建立时间延迟状态量，利用普通卡尔曼滤波器进行在线估计，然后对时间延迟进行补偿。由于时间延迟的估计本身依赖载体机动进行激励，但载体机动时往往伴随着观测噪声特性发生变化，这种噪声会减弱甚至淹没时间延迟引起的误差观测量，从而导致这种普通的卡尔曼滤波器将无法准确估计出时间延迟，甚至时间延迟不收敛。另外，传统的时间延迟补偿往往利用当前的运动信息(角速度信息和加速度信息)一步计算时间延迟带来的姿态误差和速度误差，这种情况下，若载体运动参数变化较快，主基准信息时间延迟较大，则因误差补偿模型不准确，导致时间延迟补偿失效，影响传递对准精度和导航输出精度。

为解决当主基准速度时间延迟过大且波动变化时，在子惯导传递对准中利用普通卡尔曼滤波估计和常规补偿时导致估计和补偿不准确的问题，有必要提出一种主基准速度时间延迟估计与补偿方法，该方法通过一种观测噪声自适应卡尔曼滤波对主基准速度时间延迟进行实时估计，并通过加速度微量积分方法求取准确速度时间延迟量，然后进行补偿，从而保证传递对准精度和导航输出精度。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于，要解决的技术问题为：当主基准速度时间延迟过大且波动变化时，在子惯导传递对准中利用普通卡尔曼滤波器无 法准确估计出速度时间延迟量；另外对速度时间延迟补偿而言，若载体运动参数变化较快，主基准速度时间延迟较大，传统的时间延迟补偿往往利用当前的加速度一步计算时间延迟带来的速度误差，则因误差补偿模型不准确，导致时间延迟补偿失效，影响传递对准精度和导航输出精度。

技术方案

本发明是一种主基准速度时间延迟估计和补偿方法，其中，包括如下步骤：

步骤一：建立带时间延迟状态量τ_V的系统误差模型；

步骤二：观测噪声自适应卡尔曼滤波估计；

步骤三：利用加速度微量积分对速度时间延迟修正补偿；

步骤3.1：计算速度时间延迟估计累计值；