[发明专利]一种低精度惯组参数估计方法、装置、设备和存储介质

说明书

本发明涉及一种低精度惯组参数估计方法，包括以下步骤：构建激光惯组和MEMS惯组的测量模型；根据激光惯组的输出和标定参数计算载体坐标系下的三轴角增量值和视速度增量值；将n个时间点的所述三轴角增量值和视速度增量值作为MEMS惯组测量模型的输入，基于最小二乘法，建立MEMS惯组量测方程；按时间顺序获取历史数据，进行自适应滑窗；将滑窗取得历史数据带入所述量测方程得到对应的量测矩阵；计算量测矩阵的线性度；当线性度满足阈值后，通过最小二乘法，利用滑窗取得历史数据估计MEMS惯组的参数。本发明实现低精度惯组参数的在线估计，提高定位的精度。

技术领域

本发明涉及导航技术领域，尤其涉及一种低精度惯组参数估计方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

由于运载火箭、飞机、舰船等运动体的可靠性要求越来越高，任务越来越复杂，需要导航系统在运载火箭任务中，在提供可靠，高精度的导航信息的同时具备成本低，重量轻，功耗低的优点。

冗余设计是提高导航系统可靠性的技术途径之一。而随着运载火箭等对体积、重量、功耗等的要求越来越高，多个同样激光惯组的冗余模式，势必会存在体积重量大，成本高的影响。因此传统冗余方案一般只用在大型运载火箭中，小型商业运载火箭一般只采用一套高性能的光学惯组。MEMS惯组作为一种微型惯组器件，虽然精度不如光学惯组高，但在体积重量和成本上有很大优势，可以作为冗余惯组设计的一部分。但由于MEMS惯组的精度不足，而且需要进行射前标定，带来了额外的工作量，因此对作为冗余的MEMS惯组的参数进行在线估计成为需要。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种低精度惯组参数估计方法、装置、设备和存储介质。实现了低精度惯组参数的在线估计。

本发明提供的技术方案是：

本发明公开了一种低精度惯组参数估计方法，包括以下步骤：

步骤S1、构建激光惯组和MEMS惯组的测量模型；

步骤S2、根据激光惯组的输出和标定参数计算载体坐标系下的三轴角增量值和视速度增量值；

步骤S3、将n个时间点的所述三轴角增量值和视速度增量值作为MEMS惯组测量模型的输入，基于最小二乘法，建立MEMS惯组量测方程；所述量测方程包括陀螺量测方程和加速度计量测方程；

步骤S4、按时间顺序获取历史数据，进行自适应滑窗；将滑窗取得历史数据带入所述量测方程得到对应的量测矩阵；计算量测矩阵的线性度；当线性度满足阈值后，通过最小二乘法，利用滑窗取得历史数据估计MEMS惯组的参数；

所述历史数据为按时间顺序排列的根据激光惯组的输出和标定参数计算载体坐标系下的三轴角增量值和视速度增量值。

进一步地，所述激光惯组的测量模型包括激光陀螺测量模型和石英加速度计测量模型；

所述激光陀螺测量模型为：

其中，为载体坐标系下各轴角增量的真实值；为激光陀螺输出的各轴角增量；D_h1x、D_h1y、D_h1z、D_h2x、D_h2y、D_h2z、D_h3x、D_h3y和D_h3z为激光陀螺实际的各轴的安装矩阵系数；D_h10、D_h20、D_h30为激光陀螺各轴的实际零次项参数；T为采样周期；为激光陀螺各轴噪声；

所述石英加速度计测量模型为：