[发明专利]一种捷联式航空重力仪误差分离方法

摘要

本发明公开了一种捷联式航空重力仪误差分离方法，其步骤为（1）、捷联式航空重力仪原始数据的预处理将捷联式航空重力仪得到的加速度计和陀螺的原始脉冲信号通过当量转换成正常的测量信息；（2）、确定捷联式航空重力仪在飞行测量过程中产生的姿态误差；（3）、通过步骤（2）确定的姿态误差对捷联式重力仪的测量结果进行修正，实现误差的分离。本发明具有原理简单、操作简便、分离精度高、易推广使用等优点。

主权项

一种捷联式航空重力仪误差分离方法，其特征在于，步骤为：(1)、捷联式航空重力仪原始数据的预处理：将捷联式航空重力仪得到的加速度计和陀螺的原始脉冲信号通过当量转换转换成正常的测量信息；(2)、确定捷联式航空重力仪在飞行测量过程中产生的姿态误差；(3)、通过步骤(2)确定的姿态误差对捷联式航空重力仪的测量结果进行修正，实现误差的分离；所述步骤(2)中，通过步骤(1)获得捷联式航空重力仪的正常测量信息之后，分以下三步确定捷联式航空重力仪的姿态误差：(2.1)、在当地地理坐标系中捷联式航空重力仪的误差动态方程为：δp·=δv---(3)]]>δv·=[fn×]ψ+Cbnδfb-(2δωien+ωenn)×δv-(2δωien+δωenn)×v-δgn---(4)]]>ψ·=-ωinn×ψ+δωinn-Cbnδωibb---(5)]]>其中，和分别表示在当地地理坐标系中捷联式航空重力仪的位置误差、速度误差、姿态误差的微分；δp、δv和ψ分别表示在当地地理坐标系中捷联式航空重力仪的位置误差、速度误差、姿态误差；fn表示在当地地理坐标系下的加速度计比力测量值；表示从体坐标系到当地地理坐标系的转移矩阵；δfb和分别表示加速度计和陀螺的测量误差；表示地球坐标系相对于惯性坐标系的转动速度在当地地理坐标系中的投影；表示当地地理坐标系相对于地球坐标系的转动速度在当地地理坐标系下的投影；δgn表示当地地理坐标系下的重力扰动；选取位置误差、速度误差和姿态误差为状态变量，可以得到卡尔曼滤波的状态方程：ddtδpδvψ=Fδpδvψ+Gu---(6)]]>(2.2)、利用卡尔曼滤波方法进行状态变量X的前向估计，一个完整的卡尔曼滤波过程表示如下：Xk+1/k＝φkXk/k    (10)Pk+1/k=φkPk/kφkT+Qk---(11)]]>Xk+1/k+1＝Xk+1/k‑Kk+1(Hk+1Xk+1/k‑zk+1)   (12)Pk+1/k+1=(I-Kk+1Hk+1)Pk+1/k(I-Kk+1Hk+1)T-Kk+1RKk+1T---(13)]]>其中，Kk+1=Pk+1/kHk+1T(Hk+1Pk+1/kHk+1T+R)---(14)]]>(2.3)、利用一个周期内前向估计得到的状态变量进行反向恢复得到该周期起始点处的状态变量的最终估计值，其中的姿态误差就是最终估计出来的姿态误差；反向恢复的计算如下：X0/0＝φ0,NXN/N   (15)其中，XN/N表示一个前向估计—反向恢复计算周期终点处的状态估计值；X0/0表示一个前向估计—反向恢复计算周期起点处的状态估计值；φ0,N表示一个前向估计—反向恢复计算周期终点到起点的转移矩阵。