[发明专利]一种基于加计内阻尼的组合导航系统及其导航方法

权利要求书

1.一种基于加计内阻尼的组合导航系统，其特征在于，包括卫星接收机设备、惯导系统、组合导航计算机及数据采集模块，所述卫星接收机设备输出卫星定位数据以及时间同步信息，所述惯导系统输出惯性导航数据，所述组合导航计算机进行基于加计内阻尼的组合导航计算，所述数据采集模块负责接收导航指令、惯性数据以及卫星定位数据，并发送组合导航结果。

2.一种采用权利要求1所述的基于加计内阻尼的组合导航系统的组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)数据采集模块通过总线接收导航控制指令、惯性数据及卫星定位数据，并输送至组合导航计算机；

b)组合导航计算机通过惯性数据判断当前的运动状态，结合外部的导航控制指令及卫星数据有效性，进行导航模式的选择；

c)组合导航计算机根据选择的导航模式进行组合量测更新计算，得到系统状态误差；

d)数据采集模块输出组合导航计算结果。

3.根据权利要求2所述的一种基于加计内阻尼的组合导航方法，其特征在于，所述步骤b)中导航模式的选择方法为：导航控制指令分为自动选择、人工选择两种方式，在自动选择模式下，导航模式的降级顺序为惯性/卫星组合导航、加计内阻尼航姿导航、纯惯性导航；人工选择模式下，控制指令为卫星组合导航和自主导航，控制指令为卫星组合导航时，若卫星定位有效，则进入惯性/卫星组合导航模式；否则，进入纯惯性导航模式；控制指令为自主导航时，若满足运动平稳无大机动条件，则进入加计内阻尼航姿导航模式，否则进入纯惯性导航模式。

4.根据权利要求3所述的一种基于加计内阻尼的组合导航方法，其特征在于，所述运动平稳无大机动条件为：

其中，

为载体线加速度绝对值(1秒滑动平均值)；

为载体角速率绝对值(1秒滑动平均值)。

5.根据权利要求2所述的一种基于加计内阻尼的组合导航方法，其特征在于，所述步骤c)中组合量测更新计算方法为：

P_k＝AP_k-1A^T+Q

K_k＝P_kH^T(HP_kH^T+R)^-1

P_k+＝(I-K_kH)P_k

其中，

为惯导系统误差状态，包括：

[δφ δλ δh δve δvn δvu δplat_e δplat_n δplat_u δaccl_x δaccl_y δaccl_z]

其依次为纬度误差、经度误差、高度误差、东向速度误差、北向速度误差、天向速度误差、等效东向姿态误差、等效北向姿态误差、等效天向姿态误差、X加计误差、Y加计误差、Z加计误差；

A为状态转移矩阵；

B为驱动矩阵，u为输入矩阵；

P_k为状态协方差矩阵；

Q为系统状态噪声矩阵；

H为观测矩阵；

R为量测噪声矩阵；

K_k为增益矩阵；

z_k为量测矩阵。