[发明专利]一种捷联惯导系统在线标定方法

摘要

本发明涉及一种捷联惯导系统在线标定方法，包括如下步骤：捷联惯性导航系统的初始对准、在线标定和数据写入，以两位置转停初始对准技术为支撑，通过提取姿态更新信号作为基准观测量，依靠Kalman滤波数据融合的方式，快速估计出捷联惯导系统三支陀螺的逐次启动零位偏移。有效的实现了陀螺零偏的在线自主标定，标定精度高，对载体机动方式要求低，解决了目前车载捷联惯导系统陀螺在线标定精度有限、外部信息获取困难等问题，为车载捷联导航系统陀螺在线标定提供了一种新的技术途径，为免拆装标定提供了可能。

主权项

1.一种捷联惯导系统在线标定方法，其特征在于，包括如下步骤：捷联惯性导航系统的初始对准、在线标定和数据写入；所述捷联惯性导航系统的初始对准包括：S1、首先将捷联惯导系统安装到发射车内，保持捷联惯导系统与发射车体朝向一致；S2、捷联惯导系统上电；S3、将捷联惯导系统转到第一位置，进行粗对准；S4、捷联惯导系统第一位置初始对准；S5、将捷联惯导系统转位180°到第二位置，进行第二位置初始对准；保存捷联惯导系统三支加速度计信息Acc_E、Acc_N、Acc_U和三支陀螺信息Gyo_E、Gyo_N、Gyo_U；惯导系统输出惯导设备朝向即车体的朝向与真北方向的夹角，即航向角ψ，车体的俯仰角θ以及车体的横滚角γ，记录这三个角度值；所述在线标定步骤为：初始化Kalman滤波器P、Q、R矩阵；以航向角ψ，车体的俯仰角θ以及车体的横滚角γ为导航初始角度，利用记录的捷联惯导系统三支加速度计信息Acc_E、Acc_N、Acc_U和三支陀螺信息Gyo_E、Gyo_N、Gyo_U进行捷联导航姿态更新解算，实时输出更新的航向角ψ₁，车体的俯仰角θ₁以及车体的横滚角γ₁；以实时更新的航向角ψ₁，车体的俯仰角θ₁以及车体的横滚角γ₁与航向角ψ，车体的俯仰角θ以及车体的横滚角γ初始值之差作为Kalman滤波器观测量Z，观测量Z＝[z₁ z₂ z₃]观测方程为：Z(t)＝HX(t)+V(t)其中H＝[I_3×3 0_3×3]，V(t)为观测到的白噪声，取状态变量X＝[ψ_E ψ_N ψ_U ε_x ε_y ε_z]^T，状态方程可以写成：其中，F为状态矩阵，ψ_E为俯仰角误差、ψ_N为横滚角误差、ψ_U为航向角误差，L为当地纬度，ω_ie＝7.2921151467e‑5；将上述状态方程与观测方程带入Kalman滤波器解算：X＝F*X+{(F*P*F'+Q)*H^T*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]}^‑1*(Z‑H*F*X)P＝F*P*F'+Q‑{(F*P*F'+Q)*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]}^‑1*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]*{{(F*P*F'+Q)*[H*(F*P*F'+Q)*H^T+R]}^‑1}^T通过实时迭代更新状态变量X与P矩阵，进行滤波估计，输出实时的三支陀螺的等效零偏X[4]、X[5]、X[6]，即ε_x、ε_y、ε_z；所述数据写入为：三支陀螺等效零偏ε_x、ε_y、ε_z通过上位机标定软件写入捷联惯导主控板EEPROM中。