[发明专利]一种SINS/偏振光组合导航初始对准滤波方法

权利要求书

1.一种SINS/偏振光组合导航初始对准滤波方法，其特征在于：包括，

建立捷联惯性导航非线性状态方程，作为SINS/偏振光组合导航状态方程；

以导航系的水平速度误差为观测量，建立基于偏振信息的非线性观测方程；

将偏振量测信息增广至SINS的观测方程中，得到SINS/偏振光组合导航系统非线性误差状态模型，并将其离散化形成非线性离散系统模型；

根据所述非线性离散系统模型构建自适应平滑变结构滤波器，结合导航计算机采集、计算惯性器件和偏振光传感器输出信息以完成初始对准；

所述惯性导航非线性状态方程包括，

其中，

Ω_N＝w_ie cosL，Ω_U＝w_iesinL

其中，是载体坐标系到导航坐标系的姿态转换矩阵，由的前两行和前两列构成，δV_E，δV_N是两个水平方向上的速度误差，φ_E，φ_N，φ_U是是东北天方向的三个失准角，Δ_x，Δ_y是水平轴上的加速度计偏差，ε_x，ε_y，ε_z是三轴上的陀螺漂移，Ω_N，Ω_U分别为北向和天向地球自转角速度分量，是b系下水平轴上的加速度计零偏，是b系下三轴上的陀螺漂移，L为载体所在地理位置上的纬度，R为地球半径，为地球加速度在b系下沿三个轴的分量，w_ie为地球自转角速度，为地球自转角速度在b系下沿三个轴的分量；

所述观测方程包括，

Z_v＝H_vx+η_v

H_v＝[I_2×2 0_2×8]

其中，η_v为SINS的观测噪声；

所述偏振信息的非线性观测方程包括，

Z_p＝l_p(x)+η_p

其中，是偏振光观测量，η_P＝δP^b是载体坐标系下太阳矢量误差，是关于三个失准角的非线性函数，是载体坐标系到计算导航坐标系的姿态转换矩阵，是实际导航坐标系到计算导航坐标系间的姿态转换矩阵，P^b是载体坐标系的太阳矢量，Pⁿ是导航系下的太阳矢量；

其中，分别是两个相互垂直的坐标系α₁，α₂系下的太阳偏振角，是从α₁系到b系的坐标转换矩阵；

计算SVSF增益K_k+1，包括，

A＝|e_z，k+1|k|+γ|e_z，k|k|

其中，为向量内积运算符，e_z，k+1|k为先验量测误差变量，e_z，k|k为量测误差变量，M_k+1为正定常矩阵，为R_k+1计算得到的估计值，ψ_k+1为平滑有界层宽度，收敛率为γ，γ取0到1之间；

由和增益K_k+1可得后验状态估计：

更新量测估计：

时间和量测不断更新的过程即为自适应平滑变结构滤波算法的整个过程。

2.根据权利要求1所述的SINS/偏振光组合导航初始对准滤波方法，其特征在于：将所述基于偏振信息的观测方程增至捷联惯导观测方程中得到所述SINS/偏振光组合导航系统观测方程，如下，

Z＝h(x)+η

其中，由此得到SINS/偏振光组合导航系统非线性误差状态模型。