[发明专利]一种基于自适应数字滤波器的系泊状态初始对准方法

摘要

本发明一种基于自适应数字滤波器的系泊状态初始对准方法将捷联惯导系统安装在载体上；利用二阶隐马尔科夫卡尔曼滤波器对陀螺仪和加速度计的原始输出信号进行滤波，并通过滤波器的稳态参数测量自适应截止频率fc；获取低通巴特沃斯IIR数字滤波器的阶数N，并用此滤波器对陀螺仪和加速度计的原始输出信号进行滤波；利用低通巴特沃斯IIR数字滤波器输出的加速度计信息获取修正角速度利用低通巴特沃斯IIR数字滤波器输出的陀螺仪信息和修正角速度获得对准姿态矩阵，完成系统初始对准的任务。本发明可用于提高捷联惯性导航系统的对准精度。

主权项

一种基于自适应数字滤波器的系泊状态初始对准方法，其特征在于：包括以下几个步骤，步骤一：将捷联惯导系统安装在载体上，并且使IMU坐标系的三根轴与载体系的三轴平行；步骤二：自适应数字滤波器由二阶隐马尔科夫卡尔曼滤波器和低通巴特沃斯IIR数字滤波器组成，利用二阶隐马尔科夫卡尔曼滤波器对陀螺仪和加速度计的原始输出信号进行滤波，并通过滤波器的稳态参数测量自适应截止频率fc：fc=12πcos-1[2-k112-2k112(1-k11)]]]>式中，k11是二阶隐马尔科夫卡尔曼滤波器稳态滤波增益矩阵中的第一个元素值；步骤三：利用自适应截止频率fc获取低通巴特沃斯IIR数字滤波器的阶数N，并用此滤波器对陀螺仪和加速度计的原始输出信号进行滤波；四阶巴特沃斯IIR数字滤波器的幅度平方函数为：|H(jω)|2=11+(ω/ωc)2N]]>ωc＝2πfc是自适应数字滤波器的截止角频率，滤波器的阶数N的测量公式为：N′=lg(10δ2/10-110δ1/10-1)/[2lg(ωstωc)]]]>式中，ωst＝2ωc是阻带下限截止频率；δ1＝3dB是通带最大衰减；δ2＝20dB是阻带最小衰减，滤波器的阶数N取大于N′的最小整数；步骤四：利用低通巴特沃斯IIR数字滤波器输出的加速度计信息获取修正角速度步骤五：利用低通巴特沃斯IIR数字滤波器输出的陀螺仪信息和修正角速度获得对准姿态矩阵，完成系统初始对准的任务。