[发明专利]一种分布式POS用数据处理计算机系统实时导航方法

权利要求书

1.一种分布式POS用数据处理计算机系统实时导航方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)主POS实时导航；首先，采用基于PPS实时标定与分频的时间同步方法实现分布式POS主IMU和各子IMU原始数据的同时刻采集，具体包括：将分布式POS数据处理计算机接收到的PPS当作同步脉冲信号引入三个IMU的信号采集电路中，以PPS为基准，触发主IMU和各子IMU在同一时刻启动数据采集，然后根据每秒的PPS标定IMU内部时钟，实时调整数据采集周期分频数，修正IMU内部的时钟漂移，保证各IMU一直在相同时刻进行数据采集；其次，将GPS数据进行杆臂补偿，获得杆臂补偿后的位置和速度信息，利用主IMU数据进行初始对准以及捷联解算，获得惯性导航结果，采用卡尔曼滤波的方法估计主IMU位置、速度、姿态和惯性器件误差，得到高精度的主POS实时导航结果；

(2)子IMU初始对准；根据子IMU数据和主POS的位置信息，采用基于惯性矢量二次积分的解析对准方法完成摇摆基座下子IMU初始对准，得到子IMU初始位置、速度和姿态信息；

(3)子IMU实时导航；初始对准完成后，利用子IMU数据进行捷联解算，获得惯性导航结果；采用基于多级杆臂补偿的卡尔曼滤波方法完成分布式POS传递对准，估计主IMU和各子IMU之间的基线长度误差以及子IMU位置、速度、姿态和惯性器件误差，得到主IMU和各子IMU之间准确的基线长度和高精度的子IMU实时导航结果。

2.根据权利要求1所述的一种分布式POS用数据处理计算机系统实时导航方法，其特征在于：步骤(1)所述的基于PPS实时标定与分频的时间同步方法中，以PPS作为同步脉冲信号，触发IMU数据采集脉冲的产生，之后根据每秒的PPS标定IMU内部时钟，实时调整数据采集周期分频数，修正IMU内部的时钟漂移，保证各IMU一直在相同时刻进行数据采集。

3.根据权利要求1所述的一种分布式POS用数据处理计算机系统实时导航方法，其特征在于：步骤(2)所述的基于惯性矢量二次积分的解析对准方法中，二次积分是针对子IMU中加速度计敏感到的重力加速度进行的，第一次积分将加速度矢量转化为速度矢量，第二次积分将速度矢量转化为位移矢量。

4.根据权利要求1所述的一种分布式POS用数据处理计算机系统实时导航方法，其特征在于：步骤(3)所述的卡尔曼滤波方法中，状态变量X共有18维，包括东、北、天向的失准角东、北、天向的速度误差δV_E、δV_N、δV_U，纬度、经度、高度误差δL、δλ、δH，x、y、z轴向的陀螺仪常值漂移误差ε_x、ε_y、ε_z，x、y、z轴向加速度计常值漂移误差▽_x、▽_y、▽_z，x、y、z轴向杆臂长度误差Δr_x、Δr_y、Δr_z；量测量Z是经过多级杆臂补偿的速度误差和位置误差，多级杆臂分别为GPS与主IMU之间的刚性杆臂和主IMU和各子IMU之间的柔性杆臂。