[发明专利]基于状态向量相关的多传感器组合导航滤波方法

权利要求书

1.一种基于状态向量相关的多传感器组合导航滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立航空机载惯性导航系统导航误差状态的数学描述，对惯性导航系统SINS的误差状态向量X_s进行降阶处理，并建立其经典动态系统模型。

(2)结合步骤(1)，根据组合导航系统滤波方程中当前时刻状态向量与以前时刻经典状态向量相关性逐渐减弱的特点，建立了基于当前时刻与上一时刻系统状态的常规状态方程；

(3)据所采用的子导航传感器，建立导航坐标系下子导航传感器观测量与被估计的步骤(1)所述的经典状态向量中的纬度误差状态量、经度误差状态量、高度误差状态量、速度误差状态量以及姿态误差状态量之间的量测方程，包括Beidou/SINS量测方程、SST/SINS量测方程、气压高度表/SINS量测方程；

(4)结合步骤(2)，对常规状态方程进行相应的线性变换、正交变换，以对相同导航参数进行消噪处理，进而得到新的滤波模型的状态方程；

(5)结合步骤(3)、步骤(4)，基于子导航传感器的量测信息及经典卡尔曼滤波方法，建立基于状态向量相关的多传感器组合导航滤波方法；

(6)结合步骤(5)，对滤波结果进行反正交变换、反线性变换，取出滤波结果中当前时刻的系统状态模型，并对系统状态进行相应的反馈校正。

2.根据权利要求1中所述的基于状态向量相关的多传感器组合导航滤波方法，其特征在于，步骤(1)中所述的建立航空机载惯性导航系统导航误差状态的数学描述，惯性导航系统SINS的误差状态向量X_s进行降阶处理，并建立多传感器组合导航系统经典动态系统模型，具体为：

向量X_s中的前九项与导航参数误差状态有关，它们分别是三维数字平台角误差、三维速度误差以及三维位置误差，向量X_s中的后三项为陀螺一阶马尔柯夫过程漂移，下标E、N、U分别代表东向、北向、天向，后三项的下标x、y、z为地理坐标系的三个坐标轴；

其经典动态系统模型为：

X_s(k+1)＝Φ_s(k+1,k)X_s(k)+G_s(k)w_s(k) (2)

z_i(k)＝H_i(k)X_s(k)+v_i(k) (3)

其中：Φ_s(k+1,k)为系统状态转移矩阵；G_s(k)为系统噪声系数矩阵；w_s(k)是系统噪声矩阵；H_i(k)是传感器i的测量矩阵；v_i(k)为对应的观测噪声。

3.根据权利要求1中所述的基于状态向量相关的多传感器组合导航滤波方法，其特征在于，结合步骤(1)，根据组合导航系统滤波方程中当前时刻状态向量与以前时刻状态向量相关性逐渐减弱的特点，建立了基于当前时刻与上一时刻系统状态的常规状态方程，具体如下：

取：则

X(k)＝Φ(k,k-2)X_s(k-2)+G(k-1)w(k-1) (4)

z_i(k)＝ψ_i(k)X(k)+v_i(k) (5)

其中：

ψ_i(k)＝[0 H_i(k)]。