[发明专利]一种基于局部反馈的两层分布式多传感器组合导航滤波方法

权利要求书

1.一种基于局部反馈的两层分布式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，惯性导航系统SINS的误差状态向量X取为：

向量X中的前九项与导航参数误差状态有关，它们分别是三维姿态误差、三维速度误差以及三维位置误差，向量X中的后九项与惯性仪表的误差状态量有关，下标E、N、U分别代表东向、北向、天向，ε_b、ε_r分别为陀螺随机常值漂移、一阶马尔柯夫过程漂移，为加速度计的一阶马尔柯夫过程漂移，后九项的下标x、y、z为地理坐标系的三个坐标轴。

(2)根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)所述的航空机载惯性导航系统导航误差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。

(3)对M个局部节点(子滤波器)中有L(L≤M)个局部节点(子滤波器)接收反馈信息的条件下，根据步骤(1)和(2)的模型，建立接收反馈和不接收反馈信息条件下的各局部滤波器的估计模型。

(4)根据步骤(3)的各局部滤波器的估计结果，建立基于局部反馈的两层分布式多传感器组合导航滤波算法，进而输出全解最优估计值，并对航空机载惯性导航系统的导航误差进行校正。

(5)根据步骤(3)、步骤(4)的结果，理论和实验证明了在基于局部反馈的两层分布式多传感器组合导航系统中，来自融合中心的反馈信息可以明显改善子滤波器的滤波性能，但有无反馈信息其整个系统最终融合解是等价和最优的。

2.根据权利要求1所述的基于局部反馈的两层分布式多传感器组合导航滤波方法，其特征在于，步骤(2)中所述的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)所述的航空机载惯性导航系统导航误差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，具体为：

1)Beidou/SINS量测方程

式(1)中，N_N、N_E、N_h、M_E、M_N、M_U分别为北斗输出的北向、东向、天向的位置误差及北向、东向、天向的速度误差，均考虑为白噪声。

2)SST/SINS量测方程

式(3)中：O_γ、O_θ、O_ψ为SST的姿态误差，均考虑为白噪声。因此姿态量测方程的观察矩阵为：

H₂(t)＝[A_3×3 0_3×3 0_3×3 0_3×9] (4)

3)气压高度表/SINS量测方程

Z₃(t)＝[h_I-h_a]＝δh+v₃ (5)

其中：v₃为气压高度表量测噪声。

3.根据权利要求1所述的基于局部反馈的两层分布式多传感器组合导航滤波方法，其特征在于，步骤(3)中所述的对M个局部节点(子滤波器)中有L(L≤M)个局部节点(子滤波器)接收反馈信息的条件下，根据步骤(1)和(2)的模型，建立接收反馈和不接收反馈信息的各局部滤波器的估计模型，具体：

式(6)中i代表子导航传感器及子滤波器的序号；i≤L时，j＝F，m＝F代表接收反馈信息；当L+1≤i≤M时，j＝f，m＝f代表不接收反馈信息。当i≤L时有：