[发明专利]一种天空偏振光组合导航在线滤波与平滑方法

权利要求书

1.一种天空偏振光组合导航在线滤波与平滑方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)导航处理器1采集惯性导航数据，进行捷联导航解算，将姿态、速度和位置解算结果发给导航处理器2；

(2)导航处理器2将采集到的卫星导航模块、偏振传感器的数据，以及结合前m秒接收到的捷联解算历史数据，共同代入R-T-S滤波器进行平滑处理，对组合导航中状态量进行最优估计；

(3)导航处理器2将最优估计中的组合导航系统状态量发送给导航处理器1，导航处理器1对捷联解算结果进行导航误差修正；

(4)如此往复上述(1)-(3)步骤，直至组合导航结束；

所述步骤(2)中，最优估计具体过程为：

(21)根据组合导航误差方程建立滤波模型，系统方程为：

其15维系统状态量为：

分别是三轴平台失准角、东北天速度误差、经纬高位置误差、三轴陀螺仪零偏、三轴加速度计零偏；

系统状态转移矩阵F为：

其中F_N为对应的9维基本导航参数系统阵，由捷联惯性导航系统误差模型组成，F_S为：

上式中为载体坐标系b到导航坐标系n的姿态转移矩阵；

系统噪声转移矩阵G为：

系统噪声由陀螺仪和加速度计的随机误差组成W为：

分别为三轴加速度计和三轴陀螺仪随机漂移，并且噪声服从零均值正态分布；

(22)导航处理器2采集到卫星导航模块数据为地理系下位置p_GNSS和速度v_GNSS,偏振传感器数据为载体系下太阳矢量s^b，建立系统量测方程为：

Z＝HX+V,

其中为观测向量观测转移矩阵为为含有平台失准角的计算坐标系n’到载体系b的姿态转换矩阵，为上一次姿态转移矩阵滤波修正后的最优估计值，sⁿ为地理系下太阳矢量，可由天文年历计算得到；

(23)将系统方程与量测方程以及历史量测数据共同代入R-T-S滤波器进行平滑处理，对组合导航中状态量进行最优估计,首先执行前向标准卡尔曼滤波，其公式为：

然后执行平滑处理，其公式为：

其中I为单位阵，P为状态协方差阵，K为卡尔曼增益阵。

2.根据权利要求1所述的一种天空偏振光组合导航在线滤波与平滑方法，其特征在于：所述步骤(2)中，m由处理器内存所决定，为10-60秒。