[发明专利]一种机载分布式POS传递对准量测异常处理方法

说明书

本公开提供了一种机载分布式POS传递对准量测异常处理方法。该方法计算子IMU处光纤光栅传感器的相对位置和相对姿态测量误差；建立相对位置和相对姿态测量误差的各阶次多项式函数模型；采用最小二乘法确定各模型的系数，并计算出各模型的拟合残差，将拟合残差最小的模型作为最终的相对位置测量误差模型和相对姿态测量误差模型；修正主POS的位置和姿态测量信息，确定子IMU传递对准的量测量，并建立数学模型；采用卡尔曼滤波得到子IMU处更高精度的运动参数。该方法通过建立光纤光栅传感器的测量误差模型，以此修正高精度主POS的测量信息，进而建立出更加准确的量测方程，提高了系统量测模型的准确性，从而提高了传递对准的精度。

技术领域

本发明涉及导航系统领域，具体涉及光纤光栅传感器测量异常导致机载分布式POS传递对准量测异常的处理方法。也可用于解决各种采用光纤光栅传感器测量弹性变形，并通过传递对准技术来确定位置、速度和姿态的捷联惯性导航系统。

背景技术

随着航空对地观测技术的进步，机载对地观测系统已从传统的单个观测载荷观测向多个或多类观测载荷联合成像的方向发展。对于装备了多个或多种观测载荷的高性能综合航空遥感系统，要实现高精度成像，需要获取各载荷安置点的高精度运动参数。机载分布式POS(Position and Orientation System，POS)可以通过与遥感载荷集成安装于统一平台，为机载综合对地观测系统提供各遥感载荷所需的高精度运动参数，从而辅助遥感载荷实现高精度成像。机载分布式POS已经成为提升机载对地观测系统成像精度的制约性因素。

机载分布式POS通常由四个部分组成：一个高精度主POS、多个中/低精度子IMU(Inertial Measurement Unit，IMU)、数据处理计算机和后处理软件。其中，高精度主POS也称之为主系统，一般位于机舱内；子IMU也称之为子系统，尽可能地与各遥感载荷靠近安装，一般分布安装在两侧机翼上，依靠高精度主POS的位置、速度、姿态等运动参数对其进行传递对准，以实现所在处运动信息的准确测量。然而，在实际成像过程中，由于多个或多种观测载荷安装在飞机的不同位置，飞机的弹性变形将导致各载荷间的相对空间关系随时间变化。机载分布式POS的主POS与子IMU间除了确定性的杆臂误差和安装误差角以外，还存在随时间变化的弹性变形。弹性变形的估计/测量精度直接决定主POS与子IMU间传递对准的精度，即决定了分布式POS各节点运动参数的测量精度。