[发明专利]一种惯性导航设备的航姿数据同步误差补偿方法有效

专利信息
申请号: 202011556099.5 申请日: 2020-12-23
公开(公告)号: CN112729290B 公开(公告)日: 2023-06-02
发明(设计)人: 刘源;黄国松;刘熙文;任莎莉;苏俊;钱颖 申请(专利权)人: 重庆华渝电气集团有限公司
主分类号: G01C21/16 分类号: G01C21/16;G01C25/00
代理公司: 重庆博凯知识产权代理有限公司 50212 代理人: 黄河
地址: 401120*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 一种 惯性 导航 设备 数据 同步 误差 补偿 方法
【说明书】:

本发明具体涉及一种惯性导航设备的航姿数据同步误差补偿方法,其根据最近时段的导航解算周期载体航姿角速率以及同步时刻与当前导航解算时刻之间的时差,对当前导航解算时刻的载体航姿信息进行补偿。具体包括:计算最近时段的导航解算周期载体航姿角速率;在同步时刻,计算同步时刻与当前导航解算时刻之间的时差;根据当前导航解算时刻的载体航姿信息,最近时段的导航解算周期载体航姿角速率,以及同步时刻与当前导航解算时刻之间的时差,计算得到同步时刻载体航姿信息。本发明中的航姿数据同步误差补偿方法能够实现同步时刻与导航解算时刻实时性同步,从而能够提升惯性导航设备的航姿信息输出实时性和可靠性。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域,具体涉及一种惯性导航设备的航姿数据同步误差补偿方法。

背景技术

惯性导航产品具有测量动态范围宽、线性度好、性能稳定、全天候导航等优点,在舰船导航领域具有不可替代性。惯性导航产品的实质是利用核心敏感器件对载体的角运动信息和视加速度信息进行采集,通过一定的数学模型获得载体相对于当地地理坐标系下的角速度和加速度信息,采用积分的方式计算出载体的航姿信息、速度信息、位置信息等。

惯性导航产品惯性传感器误差的激励效果直接影响到其在线标定与补偿后的导航精度和可靠性等综合性能,是惯性导航产品惯性传感器误差参数辨识的前提。为此,在研究惯性传感器误差参数动态辨识方法的同时,需要分析并确定引起惯性导航产品惯性传感器误差的因素。为此,公开号为CN104215262A的中国专利就公开了《一种惯性导航系统惯性传感器误差在线动态辨识方法》其包括以下步骤:首先建立惯性传感器的误差模型,据此建立包含惯性传感器误差状态量的卡尔曼滤波模型;随后给出了惯性传感器误差的动态激励方法;最后根据误差动态激励方法设计误差辨识动态航迹,利用卡尔曼滤波对惯性传感器误差进行在线动态辨识。该方案能够有效激励惯性传感器误差。

惯性导航产品作为为舰船导航提供导航定位数据信息的设备,其数据输出时刻受系统外部时统信号触发输出,在积分计算过程中,需要建立内部时间片,从而计算出载体在不同计算时刻的航姿信息。然而,由于系统时钟源和惯性导航设备内部时钟源精度差异、以及系统同步设备和惯性导航设备上电先后顺序等原因,系统外部时统信号与导航设备内部时统信号不能完全同步,即惯性导航设备导航解算时刻与同步时刻(外部系统通过外时统获取航姿数据时刻)不一致,导致导航设备输出数据存在时差。此外,在不做同步时差补偿情况下,惯性导航设备输出航姿数据为同步时刻前一导航解算时刻的数据,则产生数据时刻与输出时刻存在上述时差,并且该时差受惯性导航解算频率和外部时统信号稳定性影响,存在动态变化的情况,不能准确反映外时统要求时刻载体实时航向姿态信息。因此,申请人想到设计一种能够实现同步时刻与导航解算时刻实时性同步的航姿数据同步误差补偿方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种能够实现同步时刻与导航解算时刻实时性同步的航姿数据同步误差补偿方法,从而提升惯性导航设备的航姿信息输出实时性和可靠性。

为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:

一种惯性导航设备的航姿数据同步误差补偿方法,根据最近时段的导航解算周期载体航姿角速率以及同步时刻与当前导航解算时刻之间的时差,对当前导航解算时刻的载体航姿信息进行补偿。

优选的,具体包括如下步骤:

S1:根据当前导航解算时刻t2及其对应的载体航姿信息以及上一导航解算时刻t1及其对应的载体航姿数据计算t1~t2这一时段的载体航姿角速率作为最近时段的导航解算周期载体航姿角速率

S2:在同步时刻tout,计算同步时刻与当前导航解算时刻之间的时差▽t;

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