[发明专利]MEMS惯导快速传递对准的计算方法

权利要求书

1.一种MEMS惯导快速传递对准的计算方法，其特征在于，该方法包括：

利用第一子滤波器根据卫星导航系统输出的速度信息进行卫星通道子系统速度匹配滤波，得到第一滤波估计值；

利用第二子滤波器根据载体母惯导输出的姿态信息进行母惯导子系统姿态匹配滤波，得到第二滤波估计值；

在所述第一滤波估计值和所述第二滤波估计值输出至主滤波器之前，对所述主滤波器进行时间更新；

利用所述主滤波器对所述第一滤波估计值和所述第二滤波估计值进行融合，得到主滤波器融合后的滤波估计值；

利用第一滤波估计值和主滤波器融合后的滤波估计值对MEMS惯导进行修正，同时利用母惯导位置数据对MEMS惯导进行装订；

其中，利用第一子滤波器根据卫星导航系统输出的速度信息进行卫星通道子系统速度匹配滤波、得到第一滤波估计值包括：

建立第一状态方程；

确定第一观测矩阵；

确定第一观测量；

基于所述第一观测矩阵和所述第一观测量对所述第一状态方程进行速度匹配滤波，得到第一滤波估计值；

建立的所述第一状态方程如下所示：

其中，δV为三维速度误差；φ_vⁿ为速度匹配滤波估计的导航系下MEMS惯导的三方向失准角，ε_v^b为速度匹配滤波估计的三陀螺零偏，▽^b为三加速度计零偏，为载体系到导航系的姿态转换矩阵，[f^b×]为三轴加速度计输出构成的反对称阵，为地球自转角速率在导航系下投影，为导航系相对地球系转动角速度在导航系下投影，为导航系相对惯性系转动角速度在导航系下投影；

通过下式确定第一观测矩阵：

H_v＝[0_3×3 I_3×3 0_3×6]，

其中，H_v为第一观测矩阵；

通过下式确定第一观测量：

其中，Z_v为第一观测量，V_s为MEMS惯导输出速度，V_GNSS为卫星导航系统输出速度，为载体系相对惯性系转动角速度在载体系下投影，r^b为卫星导航系统接收天线与MEMS惯导之间杆臂矢量在载体系下投影。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用第二子滤波器根据载体母惯导输出的姿态信息进行母惯导子系统姿态匹配滤波、得到第二滤波估计值包括：

建立第二状态方程；

确定第二观测矩阵；

确定第二观测量；

基于所述第二观测矩阵和所述第二观测量对所述第二状态方程进行速度匹配滤波，得到第二滤波估计值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

建立的第二状态方程如下所示：

其中，φ_attⁿ为姿态匹配滤波估计的导航系下MEMS惯导的三方向失准角，ε_att^b为姿态匹配滤波估计的三陀螺零偏，μ为MEMS惯导与母惯导之间的安装误差角；

通过下式确定第二观测矩阵：

其中，H_att为第二观测矩阵；

通过下式确定第二观测量：

其中，Z_att为第二观测量，为MEMS惯导计算的姿态转换矩阵，为母惯导到MEMS惯导的姿态转换矩阵，为导航系到母惯导载体系的姿态转换矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过下式对所述主滤波器进行时间更新：

其中，X_m为主滤波器的状态变量，Φ_m为主滤波器的状态转移矩阵，P_m为主滤波器的状态误差协方差阵，Q_m为主滤波器的过程噪声方差阵。