[发明专利]模值检测动基座鲁棒对准方法

说明书

本发明公开了一种模值检测动基座鲁棒对准方法。本发明一种模值检测动基座鲁棒对准方法，其特征在于，包括：获取惯性传感器实时数据并进行姿态更新；获取辅助传感器信息，构造矢量观测器；对矢量观测器进行模值计算，并利用标准模值进行异常检测；通过模值检测削弱异常噪声影响，构造自适应矢量姿态确定算法；初始对准过程运行时间为M，若姿态变化次数k＝M，则输出对准结果，完成初始对准过程，若姿态变化次数k＜M，示初始对准过程未完成，则重复上述步骤初始对准过程结束。本发明的有益效果：本发明采用模值检测方法，具有计算简便的优点；本发明设计优化权值与计算方法，具有高效的DVL测量异常检测效果。

技术领域

本发明涉捷联惯性导航系统初始对准领域，属于一种模值检测动基座鲁棒对准方法，采用模值检测方法实现鲁棒对准过程，弱化了DVL测量异常噪声对对准结果的影响。

背景技术

捷联惯性导航系统是一种自主定位系统，而初始对准过程是确保捷联惯导系统能够正常工作的前提。当前，捷联惯性导航系统初始对准过程都是在静止基座或者良好的外部辅助信息下进行的，这限制了捷联惯导系统的应用范围。尤其对于水下航行器等需要在复杂环境下进行自主导航定位的系统，更需要捷联惯导系统能够对外部辅助信息有一定的抗干扰特性，这需要对外部辅助信息对初始对准过程的辅助特性进行研究，并对其影响特性进行深入分析，找到相关的噪声抑制方法，从而实现抗干扰初始对准，提高系统鲁棒性。

技术存在以下技术问题：

传统方法在外部辅助信息出现异常时无法准确进行初始对准的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种模值检测动基座鲁棒对准方法，在对DVL辅助惯性系统初始对准矢量构造的基础上，通过模值检测方法计算出优化权值，并利用优化权值对姿态确定算法进行修正，实现鲁棒对准目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模值检测动基座鲁棒对准方法，包括：

步骤1：获取惯性传感器实时数据并进行姿态更新；

步骤2：获取辅助传感器信息，构造矢量观测器；

步骤3：对矢量观测器进行模值计算，并利用标准模值进行异常检测；

步骤4：通过模值检测削弱异常噪声影响，构造自适应矢量姿态确定算法；初始对准过程运行时间为M，若姿态变化次数k＝M，则输出对准结果，完成初始对准过程，若姿态变化次数k＜M，示初始对准过程未完成，则重复上述步骤初始对准过程结束。

在其中一个实施例中，步骤1具体包括：由惯性测量单元测量模型可知：

式中，表示测量加速度；f^b表示测量真实加速度；▽^b表示加速度测量偏置误差；表示加速度计测量噪声；表示陀螺仪测量角速度；表示测量真实角速度；ε^b表示陀螺仪测量偏置；表示陀螺仪测量噪声；

由姿态更新方程可知：

式中，表示测量真实角速度；表示载体系到初始载体系的方向余弦矩阵；表示表示载体系到初始载体系的方向余弦矩阵的微分；表示导航系相对于惯性系的旋转角速度在导航系的投影；表示导航系相对于初始导航系的方向余弦矩阵；表示导航系相对于初始导航系的方向余弦矩阵的微分。

在其中一个实施例中，步骤2具体包括：由DVL测量模型可知：

式中，表示DVL测量速度；v^b表示真实速度；表示测量速度误差；

由比力方程可知