[发明专利]弹载捷联惯性与星光折射全紧组合导航方法及装置

权利要求书

1.弹载捷联惯性与星光折射全紧组合导航方法，其特征在于，包括：

获取弹载捷联惯导测量数据，由惯导测量数据进行惯性导航解算，并建立状态方程；

获取星敏测量数据，进行星像点坐标提取，并进行折射星检测；

若检测出的是非折射星，将非折射星的星像点坐标作为量测量，建立弹载捷联惯性与星光折射组合导航的非折射星测量方程，基于所述状态方程以及所述非折射星测量方程，利用扩展卡尔曼滤波进行捷联惯性与星光折射组合导航的信息融合，并计算导航误差，输出校正后的导航信息；

若检测出的是折射星，将折射星星像点坐标作为量测量，建立弹载捷联惯性与星光折射组合导航的折射星测量方程，基于所述状态方程以及所述折射星测量方程利用扩展卡尔曼滤波进行捷联惯性与星光折射组合导航的信息融合合，并计算导航误差，输出校正后的导航信息。

2.根据权利要求1所述的弹载捷联惯性与星光折射全紧组合导航方法，其特征在于，以弹载捷联惯导的位置误差δrⁱ、速度误差δvⁱ、捷联惯导姿态失准角θ、加表零偏b_f、陀螺零偏b_ω以及星敏感器安装失准角θ_s为状态量，构建状态方程：

式中，为角速度；[(·)×]为叉乘矩阵；vⁱ为速度矢量；rⁱ为位置矢量；为体坐标系到惯性坐标系的转换矩阵；f^b为体坐标系中的视加速度矢量；和δf^b分别为陀螺随机白噪声和加表随机白噪声，G(rⁱ)是以rⁱ为自变量的矩阵函数。

3.根据权利要求1或2所述的弹载捷联惯性与星光折射全紧组合导航方法，其特征在于，所述弹载捷联惯性与星光折射组合导航的非折射星测量方程为：

其中：

式中：(u,v)为由星敏测量数据提取得到的非折射星的星像点坐标；为预测到的非折射星的星像点坐标；分别为其x、y、z三个方向的分量，为理想的星敏感器安装矩阵，由星敏感器安装角得到；为实际星敏感器安装矩阵；为姿态矩阵；e为惯性坐标系中的单位方向矢量；[(·)×]为叉乘矩阵；f为星敏感器的焦距；θ为捷联惯导姿态失准角；θ_s为星敏感器安装失准角；υ为测量噪声。

4.根据权利要求1或2所述的弹载捷联惯性与星光折射全紧组合导航方法，其特征在于，所述弹载捷联惯性与星光折射组合导航的折射星测量方程为：

其中e′代表大气折射后的恒星星光单位方向矢量，f为星敏感器的焦距；(u′,v′)为由星敏测量数据提取得到的折射星的星像点坐标；为由惯性导航解算得到的位置；δr为位置误差，H为密度标尺高度，c表示大气密度误差，υ为测量噪声。

5.一种弹载捷联惯性与星光折射全紧组合导航装置，其特征在于，包括：

第一模块，用于获取弹载捷联惯导测量数据，由惯导测量数据进行惯性导航解算，并建立状态方程；

第二模块，用于获取星敏测量数据，进行星像点坐标提取，并进行折射星检测；

第三模块，用于获取第二模块的检测结果，若检测出的是非折射星，将非折射星的星像点坐标作为量测量，建立弹载捷联惯性与星光折射组合导航的非折射星测量方程，基于所述状态方程以及所述非折射星测量方程，利用扩展卡尔曼滤波进行捷联惯性与星光折射组合导航的信息融合，并计算导航误差，输出校正后的导航信息；

第四模块，用于获取第二模块的检测结果，若检测出的是折射星，将折射星星像点坐标作为量测量，建立弹载捷联惯性与星光折射组合导航的折射星测量方程，基于所述状态方程以及所述折射星测量方程利用扩展卡尔曼滤波进行捷联惯性与星光折射组合导航的信息融合合，并计算导航误差，输出校正后的导航信息。