[发明专利]一种惯导装置初始对准方法

摘要

本发明提供了一种惯导装置初始对准方法，包括如下步骤：提供一装载有传感器的器械，并对传感器进行预处理；进行相对对准，以求得传感器的安装误差角；进行绝对对准，以求得传感器的安装姿态角误差，进而提高相对对准计算出的误差姿态角精度。相对对准过程计算出相对的误差姿态角，相对误差姿态角作为绝对对准过程中状态向量中姿态误差的初始值从而可以加快卡尔曼滤波收敛速度，通过绝对对准过程可以进一步提高对准精度。

主权项

1.一种惯导装置初始对准方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一装载有传感器的器械，并对传感器进行预处理；对传感器进行预处理的步骤包括：对传感器进行初始化设置；对传感器进行滤波处理，以减小由于器械震动对传感器的影响；进行相对对准，以求得传感器的安装误差角；进行相对对准的步骤包括：将器械朝一个方向静止，采集三轴加速度数据，然后将器械掉头180°，采集三轴加速度数据；进行传感器的安装误差角度计算，求得传感器在不同方向上的安装误差角度；求得安装误差角度的公式为：其中，A、B、C为模型系数，分别为传感器中加速度计输出值，γ、θ、分别为传感器的安装误差角度，g为地球重力加速度，α为器械平面与水平面的夹角；器械平面与水平面的夹角α计算方式为：假设第一次器械停放的航向角为β，利用停放角度为β时的三轴加速度数据和(β+π)时的三轴加速度数据来求得器械平面与水平面的夹角α，α的求解公式为：进行绝对对准，以求得传感器的安装姿态角误差，进而提高相对对准计算出的误差姿态角精度；进行绝对对准的步骤包括：绝对对准卡尔曼滤波模型建立：卡尔曼滤波状态向量：其中，δx为卡尔曼滤波器模型误差向量，δp、δv、δψ_nb分别为位置误差、速度误差和姿态角误差，和分别为加速度和陀螺仪零偏，T为转置；卡尔曼滤波观测向量：y＝[p^T v^T]；其中，p为GPS位置信息，v为GPS速度信息；卡尔曼滤波系统更新方程为：其中，分别对应为δp、δv、δψ_nb的导数，为器械坐标系到导航坐标系旋转矩阵，f^b、分别为传感器输出的加速度和角速度；由相对对准中计算的初始姿态角α作为卡尔曼滤波状态向量中δψ_nb的初始值，然后按卡尔曼滤波系统更新方程来更新系统向量以及进行卡尔曼滤波，当卡尔曼滤波收敛后，计算出传感器的安装姿态角误差δψ_nb；进行最小二乘法数据拟合，以得到可计算出模型系数A、B、C的公式：其中，分别为传感器中加速度计输出值，n为总的采样个数，n为正整数。