[发明专利]一种基于量测噪声协方差矩阵估计的地磁导航方法

摘要

本发明公开了一种基于量测噪声协方差矩阵估计的地磁导航方法，所述方法包括：步骤1)建立离散化的地磁导航系统的状态方程和量测方程，其中量测噪声协方差矩阵Rk＝diag[(20nT)2,(20nT)2,(20nT)2]；步骤2)基于步骤1)建立的运动方程，利用卡尔曼滤波算法计算卫星的状态值。通过本发明的方法估计出的量测噪声协方差矩阵能够使扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波在实测数据条件下收敛并得到较好的导航精度。这种方法所确定的量测噪声协方差矩阵普适性好，具有确定的物理意义，将地磁场模型误差作为确定量测噪声协方差矩阵的主要因素，更符合地磁导航的环境；本发明的方法既可以应用在地磁平静期和地磁微扰期，量测噪声协方差矩阵经过适当调整也可以用在地磁活跃期时。

主权项

1.一种基于量测噪声协方差矩阵估计的地磁导航方法，所述方法包括：步骤1)建立离散化的地磁导航系统的状态方程和量测方程：Xk＝f(Xk‑1,k‑1)+wk‑1  (9)Zk＝h(Xk,k)+vk  (10)式中：Xk＝(xk,yk,zk,vxk,vyk,vzk)T，(xk,yk,zk),(vxk,vyk,vzk)分别表示卫星在地固直角坐标系下的位置与速度，k表示离散时间点；为非负整数；Zk为磁强计对地磁场矢量的量测值；h(Xk,k)为地磁场矢量的地磁模型输出值，系统噪声wk和观测噪声vk的统计特性如下：式中：j表示离散时间点；为非负整数；Qk为系统噪声协方差矩阵，为非负定阵；δkj为Kronecker符号；Rk为量测噪声协方差矩阵，为正定阵，Rk＝diag[(20nT)2,(20nT)2,(20nT)2]；步骤2)基于步骤1)建立的运动方程，利用卡尔曼滤波算法计算卫星的状态值。