[发明专利]一种惯性/天文组合系统误差的在线标定方法

权利要求书

1.一种惯性/天文组合系统误差的在线标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)令惯性/天文组合系统误差在线标定状态空间矢量为：x＝[φ_X,φ_Y,φ_Z,ψ_x,ψ_y,ψ_z,δε_x,δε_y,δε_z,δf,δu₀,δv₀,δp₁,δp₂,δd₁,δd₂,δd₃]；其中，φ_X、φ_Y、φ_Z为惯性/天文组合系统误差在线标定状态变量为捷联惯导姿态误差角；ψ_x,ψ_y,ψ_z为星惯安装误差角；δε_x、δε_y、δε_z为三个陀螺零偏误差值；δf为星敏感器的焦距误差；(δu₀,δv₀)为星敏感器的主点误差；δp₁,δp₂,δd₁,δd₂,δd₃为星敏感器的畸变误差；

2)利用星敏感器在初始时刻拍摄恒星得到的姿态，对捷联惯导的姿态进行初始化，然后采用陀螺测量得到的角增量完成捷联惯导的自主姿态解算，得到捷联惯导在其每一个采样时刻t_l的姿态矩阵输出值姿态矩阵输出值也即t_k时刻获取捷联惯导输出的姿态矩阵

3)获取t_k时刻星敏感器拍摄得到的星图，通过星点提取得到t_k时刻拍摄到的星图帧中的第j个星点图像坐标，其中j＝1...M_k，M_k为第k帧星图中的星点总数，通过星图识别得到第k帧的中的第j个星点的天球坐标，记录对应星点的星号、星等、星点图像坐标(u_k,j,v_k,j)以及星点的天球坐标

4)在t_k时刻获取捷联惯导输出的姿态矩阵利用计算星敏感器姿态矩阵的估计值利用估计t_k时刻星敏感器拍摄到的图像中第j颗恒星在星敏感器坐标系内的方向矢量利用计算t_k时刻星敏感器拍摄到的图像中第j颗恒星在星敏感器图像坐标系内的图像坐标估计值(u_k,j,v_k,j)；

5)利用步骤3)提取得到的星点实际图像坐标(u_j,k,v_j,k)和步骤4)得到的预测星点图像坐标计算星点图像坐标估计误差利用所述星点图像坐标估计误差建立惯性/天文组合系统误差在线标定的观测方程；

6)利用上述观测方程，采用Kalman滤波算法对惯性/天文组合系统的系统误差进行最优估计；

7)判断是否收到结束测量的命令，如果是则结束标定，否则跳转到步骤3)；

步骤5)中，观测方程的表达式为：y_k＝H_kx_k+v_k；其中，v_k为星点测量噪声矢量；x_k表示x在t_k时刻的估计值；

H_k,j由下式计算：

其中f为焦距；定义A₁、A₂、A₃分别为矩阵A的第1、2、3行，B₁、B₂、B₃分别为矩阵B的第1、2、3行；(du_k,j,dv_k,j)由给定的畸变模型计算，为星敏感器相对于捷联惯导的安装矩阵。