[发明专利]速度辅助行进间回溯初始对准方法

说明书

本发明涉及一种速度辅助行进间回溯初始对准方法，解决了捷联惯导系统行进间快速初始对准的问题。本发明的主要步骤为：步骤一：获取传感器实时数据；步骤二：进行基于速度辅助的矢量观测行进间粗对准并存储中间变量；步骤三：利用存储的中间变量，构建基于初始导航系的行进间正向‑正向回溯初始对准；步骤四：将行进间正向‑正向回溯初始对准估计的初始姿态反馈，估计当前姿态角；步骤五：行进间正向‑正向回溯过程次数为M，若k＝M，则输出估计的姿态结果，完成初始对准过程，若kM，表示回溯过程未完成，则重复上述步骤一至步骤五，直至行进间初始对准过程结束。

技术领域

本发明涉及捷联惯性导航系统行进间初始对准领域，特别是涉及速度辅助行进间回溯初始对准方法。

背景技术

捷联惯性导航系统行进间初始对准技术是捷联惯性导航定位的关键技术之一，采用外部参考速度辅助惯性测量单元进行行进间初始对准具有测姿精度高、可靠性好、自主性强等优点。当前，行进间初始对准可以分为粗对准和精对准两个过程，其中粗对准主要实现粗略的姿态估计；精对准则是在粗对准的基础上进行姿态精估计。众多学者都对捷联惯导系统行进间初始对准技术进行了深入的研究，但是研究均有将粗对准和精对准分别研究的缺点，精对准过程没有充分利用粗对准过程的有效信息，导致对准时间较长，进而延长了捷联惯导准备时间，不利于系统应用。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种速度辅助行进间回溯初始对准方法，发明采用基于速度辅助的矢量观测器行进间粗对准方法，并保存对准过程中的有效数据，采用基于初始导航系的系统误差模型实现行进间正向-正向初始对准过程，减小了初始对准时间，实现了快速对准。

一种速度辅助行进间回溯初始对准方法，包括：

获取传感器实时数据，所述传感器实时数据包括陀螺仪数据、加速度计数据以及多普勒测速仪数据；

进行基于速度辅助的矢量观测行进间粗对准并存储中间变量；

利用存储的中间变量，构建基于初始导航系的行进间正向-正向回溯初始对准；

将行进间正向-正向回溯初始对准估计的初始姿态反馈，估计当前姿态角；

行进间正向-正向回溯过程次数为M，若k＝M，则输出估计的姿态结果，完成初始对准过程，若kM，表示回溯过程未完成，则重复上述步骤，直至行进间初始对准过程结束。

上述速度辅助行进间回溯初始对准方法，采用基于初始导航系的系统误差模型，具有计算简便的优点；估计姿态误差为初始时刻姿态，为实现行进间正向-正向回溯过程提供了理论支撑；本发明采用行进间正向-正向回溯计算，充分利用了计算机的计算效能，极大的加快了初始对准的时间。

在另外的一个实施例中，“进行基于速度辅助的矢量观测行进间粗对准并存储中间变量；”具体包括：

定义解算所需的参考坐标系如下：

b—载体坐标系，表示捷联惯性导航系统三轴正交坐标系，其x轴、y轴和z轴分别指向载体的右-前-上；

n—导航坐标系，表示载体所在位置的地理坐标系，其三轴分别指向当地东向、北向和天向；

e—地球坐标系，表示原点在地心，x轴为地心指向本初子午线与赤道交点，z轴为地心指向北极点，y轴与x轴和z轴构成右手坐标系；

i—惯性坐标系，表示惯性空间非旋转坐标系；

b0—初始载体坐标系，表示惯导系统开机运行时刻的载体坐标系，并在整个对准过程中相对于惯性空间保持静止；

n0—初始导航坐标系，表示惯导系统开机运行时刻的导航坐标系，并在整个对准过程中相对于惯性空间保持静止；