[发明专利]一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法

说明书

本发明一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法，该方法能够改善在动态环境下捷联惯性导航的速度解算精度，提高后续速度更新、位置更新精度；在基于速度匹配量的动基座传递对准过程中，对速度误差的获得有改善作用，从而能有效地改善传递对准过程中对加速度计的零偏BIAS误差估计。本发明在速度更新过程中，建立适当的速度误差补偿模型，以此实现对速度的误差补偿，通过分析一般条件下的捷联惯导速度误差模型，获得相应的速度误差补偿因数，从而建立起捷联惯导速度误差模型，之后将误差模型引入位置更新，能够有效的解决捷联惯性导航解算过程中由于速度发散引起的位置误差，尤其是对于多转弯机动的定位结果有明显的改善作用。

技术领域

本发明涉及一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法，属于捷联惯性导航的速度及位置误差补偿领域。

背景技术

当前，惯性导航系统(Inertial NaVigation System，INS)以其自主性、抗干扰能力强、隐蔽性好、数据更新率高的特点，在定位服务中的应用越来越普及，这其中应用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System)的捷联惯性导航系统因其体积小、功耗低、重量轻，在个人导航、飞行器、车辆导航上发挥了不可替代的作用，一个典型的捷联惯导系统定位过程必须包括三个过程：姿态更新，即通过对陀螺仪数据的处理，实现对系统的姿态更新过程；在此基础上，经由基于加速度计数据的速度更新，实现对系统速度的更新；最后，基于初始位置，由速度得到实时位置，这就是位置更新。捷联惯导器件的采样频率往往能到200hz-1000hz，在如此高的定位解算频率下，任何不经补偿的误差引入都会经由多次解算的误差累积效应达到难以忽视的地步，想要获得足够高精度的捷联惯导解算结果，就必须做好系统的误差补偿。

速度更新环节作为惯导解算中的一个重要环节，其误差直接影响到了后续的位置解算，速度上的常数误差Δe经由时间积分，会表现为位置上的一次发散误差，并且会随着时间的累积，不断累积。现有的一些捷联惯导系统速度更新过程，由于自身器件性能的影响，多忽略由加速度计本身性能及姿态耦合引入的误差，这为捷联惯导系统的速度和定位引入了不小的误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法，该方法能够为捷联惯导在速度更新过程中提供对应的补偿量，以补偿由于姿态耦合及加速度计本身性能引入的速度误差，从而改善速度更新结果及姿态更新结果，不但对捷联惯导解算过程中的位置解算由明显的改善，对动基座传递对准时加速度计的速度误差估计及BIAS估计同样能起到明显作用。

本发明的技术方案是：

一种基于递推最小二乘参数辨识的惯导速度误差确定方法，包括以下步骤：

1)判断当前时刻k是否为初始时刻，若k＝0，则进入步骤2)，否则，k≠0，进入步骤3)；

2)读取载体初始速度v₀作为根据初始姿态俯仰角θ₀、横滚角γ₀和方位角获得载体初始姿态矩阵作为系统姿态矩阵读取载体初始纬度L_a0，经度L_o0与高度H₀，分别作为纬度L_a(-)，经度L_o(-)与高度H(-)；设定M₀为惯导速度误差系数递推初始值；转入步骤3)；

3)根据当前时刻k(k＝0，…，t_k)陀螺仪读数及系统姿态矩阵得到更新后的载体姿态矩阵

4)完成比力坐标转换

根据载体姿态矩阵更新后的载体姿态矩阵加速度计读数获得导航坐标系下的载体的比力

5)获取更新后的载体速度

根据与更新递推速度误差补偿前的载体速度

6)完成位置更新