[发明专利]一种适用于车载传递对准的双步滤波方法

说明书

本发明公开了一种适用于车载传递对准的双步滤波方法，包括子惯导传递对准惯导模型，通过对对准惯导模型中状态变量的滤波并补偿从而实现传递对准，其中，将传递对准惯导模型的滤波流程分为速度滤波子流程和姿态滤波子流程，首先进行速度滤波子流程，然后进行姿态滤波子流程。本发明将原有的传递对准的滤波流程分割为两个滤波流程，根据不同滤波流程的不同特点，采用符合阶段特点的滤波模型予以滤波实现，兼顾了传递对准的准确性和快速性。本发明将原有的传递对准的滤波流程分割为两个滤波流程，从而实现模型降维，在减小算法计算量的同时，有效的实现了滤波参数之间的解耦合，极大的简化了滤波参数的调试所需的工作量。

技术领域

本发明涉及惯性导航领域，具体涉及一种适用于车载传递对准的双步滤波方法。

背景技术

对目标的初始对准是捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System，SINS)的关键技术之一，现代战争武器越来越趋向于小型化，快速化，精确化，智能化。其目的在于不造成大量伤亡的情况下抢占战争的主动权。这要求武器系统的具有快速的反应时间和精确的制导精度，这两者则与武器系统内的SINS的对准时间以及导航精度息息相关。传统对目标的自主式初始对准方式对准时间较长，对SINS的器件精度要求高，这种对准方式无论从反应时间还是成本上都不适合随时准备发射的快速反应武器。

传递对准是新一代的快速对准技术，它通过借助高精度的主惯导的导航信息，利用主惯导和子惯导之间的导航信息之差能不同程度的反应主、子惯导之间的失准角这一特性；通过建立相应的误差模型进行滤波计算，从而获得主、子惯导之间的失准角，进而最终实现子惯导的高精度对准。

对于传递对准技术而言，准确性和快速性是决定算法优劣的关键指标。导航精度的高低取决于传递对准的准确性，若传递对准的准确性得不到保证，那么SINS从一开始便无法进行正常的运转，且由于惯导系统的运算是在时间上积分，而误差将会随着时间的积累放大。而传递对准的快速性则直接影响着惯性导航系统的反应时间。如何在实际工程应用中兼顾传递对准的准确性和快速性，是一直以来传递对准领域的研究热点。此外，由于传递对准模型具有状态变量耦合关系复杂、滤波模型维数高等特点，在实际工程应用中，滤波参数的选择与调试是一项非常繁重的工作，需要花费大量人力和时间才能得到一套可行的滤波参数，效率很低。滤波参数调试复杂的一个重要原因便是因为参数之间过强的耦合性：当调整一个滤波参数时，本不受该滤波参数直接影响的滤波结果，由于耦合项的存在，也会出现较大变化，导致滤波参数调试费时费力。

发明内容

本发明拟提出一种适用于车载传递对准的双步滤波方法，在兼顾传递对准准确性和快速性的基础上，通过对原有滤波流程进行重构分解实现对滤波模型的降维和滤波流程的简化，降低滤波参数之间的相关性与耦合性，从而极大地减小了实际工程应用中调试滤波参数所需要的工作量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种适用于车载传递对准的双步滤波方法，包括子惯导传递对准惯导模型，通过对对准惯导模型中状态变量的滤波并补偿从而实现传递对准，其中，将传递对准惯导模型的滤波流程分为速度滤波子流程和姿态滤波子流程，首先进行速度滤波子流程，然后进行姿态滤波子流程，其中；

所述速度滤波子流程的状态变量是：子惯导三轴姿态误差、子惯导三轴速度误差、子惯导三轴加速度计零偏，其中：子惯导三轴速度误差作为所述速度速度滤波子流程的滤波输入；

所述姿态滤波子流程的状态变量是：子惯导三轴姿态误差、主子惯导之间三轴的安装偏差、子惯导三轴陀螺仪零偏，其中：所述子惯导三轴姿态误差和速度滤波子流程的部分滤波结果作为所述姿态滤波子流程的滤波输入。

方案进一步：所述子惯导三轴速度误差和子惯导三轴姿态误差是通过将主惯导导航输出的速度和姿态变量转换为子惯导的外参考输出获得的；

所述子惯导三轴速度误差和子惯导三轴姿态误差获得过程是：