[发明专利]基于位置观测的激光多普勒测速仪在线标定方法和装置

权利要求书

1.一种基于位置观测的激光多普勒测速仪在线标定方法，其特征在于，所述方法包括：

利用在线标定系统初始对准后的预定时间段的数据采用解析标定法对激光多普勒测速仪的比例因子误差、俯仰安装误差角和航向安装误差角进行粗标定；

以粗标定得到的结果作为初始值开始精标定阶段，所述精标定阶段包括：SINS/GNSS组合导航阶段和激光多普勒测速仪标定阶段；

在所述SINS/GNSS组合导航阶段设计鲁棒卡尔曼滤波器来获得精确的载体姿态、速度和位置信息；

在激光多普勒测速仪标定阶段，利用激光多普勒测速仪误差传播模型设计了第二个卡尔曼滤波器，根据经过第二个卡尔曼滤波器滤波后得到激光多普勒测速仪误差状态对激光多普勒测速仪的输出不断进行反馈修正以达到对激光多普勒测速仪精确标定的目的；

在激光多普勒测速仪标定阶段，对转弯过程激光多普勒测速仪在自身坐标系下的横向速度进行补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用在线标定系统初始对准后的预定时间段的数据采用解析标定法对激光多普勒测速仪的比例因子误差、俯仰安装误差角和航向安装误差角进行粗标定，包括：

利用在线标定系统初始对准后的预定时间段的数据采用解析标定法对激光多普勒测速仪的比例因子误差、俯仰安装误差角以及航向安装误差角进行粗标定；所述比例因子误差、所述俯仰安装误差角以及所述航向安装误差角的粗标定结果为：

其中，为粗标定得到的LDV的比例因子误差，和分别为粗标定得到的LDV的俯仰安装误差角和航向安装误差角，O(X_O,Y_O,Z_O)为标定过程的起点，P_GNSS(X_GNSS,Y_GNSS,Z_GNSS)为载体运动预定时间后GNSS的输出位置，为载体运动预定时间后SINS/LDV组合导航系统航迹推算得到的位置，D₁表示P_GNSS与O之间的距离，D₂表示与O之间的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述SINS/GNSS组合导航阶段设计鲁棒卡尔曼滤波器来获得精确的载体姿态、速度和位置信息，所述鲁棒卡尔曼滤波器是通过引入自适应膨胀因子来对滤波器的测量噪声协方差矩阵进行膨胀得到的滤波器；膨胀过后的测量噪声协方差矩阵为：

其中，R_k为膨胀前的测量噪声协方差矩阵，S_k＝diag{s₁ s₂…s_n}为自适应膨胀因子矩阵，s_i为观测量z_k中第i个测量值的噪声所对应的膨胀因子；

观测量z_k中第i个测量值的噪声所对应的膨胀因子为：

C_k＝H_kP_k|k-1H_k^T+R_k

e_k＝z_k-H_kx_k|k-1

其中，N_k(i,i)和R_k(i,i)分别为N_k和R_k对角线上的第i个元素，x_k|k-1为状态一步预测值，P_k|k-1为预测状态协方差矩阵，H_k为测量转换矩阵，下标k表示对应时刻。η₀＝1，0＜b＜1为渐消因子。