[发明专利]光纤陀螺捷联惯导系统智能标定方法

说明书

本发明公开了一种光纤陀螺捷联惯导系统智能标定方法，该方法包括如下步骤：步骤1、构建一个初始粒子种群；步骤2、给每个漂移粒子一个任意的初始化赋值；步骤3、计算出东向速度解算误差、北向速度解算误差、纬度解算误差和经度解算误差；步骤4：定义陀螺漂移适应度函数；步骤5、算出陀螺漂移适应度函数值；步骤6、定义粒子速度和位置更新方程；步骤7：判断陀螺漂移适应度函数值的极大值对应的漂移粒子是否达到预计的最优位置，或是否达到了设定的漂移粒子最大迭代次数；步骤8、寻找个体最优漂移粒子的位置和群体最优漂移粒子的位置；本发明建立合理的PSO算法模型，准确地、智能地搜索出陀螺常值漂移和加速度计零偏。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，具体地指一种光纤陀螺捷联惯导系统智能标定方法。

背景技术

在导航过程中，光纤陀螺捷联惯导系统存在的系统误差会制约着导航精度的提高。而捷联惯导系统标定参数的准确度会直接影响到惯导系统的导航精度，参数标定是惯导必不可少的环节，每隔一定的周期就要对产生的标定误差进行校正。对于中低精度捷联惯导系统而言，可以忽略对导航精度影响很小的加速度计二次非线性误差，陀螺仪和加速度计的刻度因子误差、安装误差和零位偏移是惯导系统标定的主要标定对象。

目前常见的系统标定根据观测量的不同可以分为分立标定法和系统级标定法。分立标定法直接利用陀螺仪和加速度计的输出作为观测量，一般采用最小二乘法。系统级标定则利用陀螺仪和加速度计的输出进行导航解算，以导航误差(位置误差、速度误差及姿态误差)作为观测量来标定系统的误差参数。而以上标定方法与常见误差标定方法一样，都需要依靠惯性测试转台。因此，如何能够无转台条件下进行标定，是一个有意义的研究方向。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种光纤陀螺捷联惯导系统智能标定方法，本发明在传统的PSO(Particle Swarm Optimization，粒子群优化)算法的基础上加以改进，主要体现在将先进的理论引入到传统算法中以达到改进PSO性能的目的，通过分析捷联惯导系统惯性器件零偏误差对导航结果的影响，建立合理的PSO算法模型，准确地、智能地搜索出陀螺常值漂移和加速度计零偏。

为实现此目的，本发明所设计的一种光纤陀螺捷联惯导系统智能标定方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：构建一个初始粒子种群，记为陀螺漂移粒子种群，简称漂移粒子群，设定漂移粒子数量为N，最大迭代次数M，其中的第j个漂移粒子是由3个任意位置元素x₁，x₂，x₃组成的一个3维向量其中j＝1，2，…，N；x_j1，x_j2，x_j3分别表示漂移粒子在三维空间的x，y，z轴的位置坐标，在空间飞行速度为v_j1，v_j2，v_j3分别表示漂移粒子在三维空间的x，y，z轴的飞行速度；

步骤2：给每个漂移粒子一个任意的初始化赋值，包括漂移粒子初始位置和相应速度，漂移粒子位置的坐标值代表陀螺常值漂移同时设定漂移粒子的飞行空间范围[x_min,x_max]，以及漂移粒子的飞行速度范围[V_min,V_max]；

步骤3：根据已有的静基座条件下一定时间内的惯导原始数据，将惯性测量单元中陀螺仪输出的载体加速度信号减去此时每个漂移粒子携带的陀螺常值漂移值，然后将加速度计输出的比力和减去陀螺常值漂移值后陀螺仪输出的载体加速度信号传递到捷联惯导系统，进行速度解算和位置解算，实时地计算出东向速度解算误差δV_E、北向速度解算误差δV_N、纬度解算误差δP_Lat和经度解算误差δP_Lon；

步骤4：定义陀螺漂移适应度函数：