[发明专利]惯性系下基于星光信息辅助的陀螺误差在线标定方法

摘要

本发明公开了惯性系下基于星光信息辅助的陀螺误差在线标定方法，该方法首先建立陀螺误差模型，包括陀螺安装误差模型、标度因数误差模型和随机漂移误差模型；随后，将陀螺误差扩展为系统状态变量，建立惯性系下惯性/星光组合导航卡尔曼滤波状态方程和量测方程；最后在载体动态飞行过程中对陀螺误差进行在线标定与实时修正，获得陀螺误差修正后的惯性导航系统导航结果。本发明方法能够在飞行器动态飞行过程中有效利用星敏感器高精度姿态信息,实现对陀螺误差的在线标定和修正，提高惯性导航系统性能，适用于工程应用。

主权项

1.惯性系下基于星光信息辅助的陀螺误差在线标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立陀螺误差模型，所述陀螺误差包括陀螺安装误差、标度因数误差和随机漂移误差；步骤2，在步骤1对陀螺误差建模的基础上，将步骤1所述三类误差的误差参数扩展为系统状态变量，构建惯性系下惯性/星光组合卡尔曼滤波状态方程；所述状态方程为：其中，X(t)为系统状态量，为状态量X(t)的一阶导数，F(t)为系统矩阵，G(t)为噪声系数矩阵，W(t)为噪声矩阵；δq₁,δq₂,δq₃为姿态误差四元数的矢量部分，δθ_xy,δθ_xz,δθ_yx,δθ_yz,δθ_zx,δθ_zy均为陀螺安装误差角状态量，δk_x,δk_y,δk_z均为标度因数误差状态量，δε_bx,δε_by,δε_bz均为陀螺随机游走误差状态量；为的反对称矩阵，为载体真实角速率的估计值，I为单位矩阵，分别为在x、y、z轴方向的分量，w_g为高斯白噪声，w_r为陀螺随机游走驱动白噪声；步骤3，将步骤1得到的陀螺原始输出信息进行惯性系下姿态解算，得到惯性系下载体姿态四元数，结合星敏感器输出的惯性系下载体姿态四元数，构建惯性系下惯性/星光组合卡尔曼滤波量测方程；步骤4，对系统状态方程和量测方程进行离散化处理，并采用卡尔曼滤波对状态量进行开环跟踪估计，从而得到陀螺安装误差、标度因数误差和随机游走误差的标定结果，在线对陀螺原始输出信息进行修正，然后反馈到地理系下惯性导航系统进行解算。