一种基于gps信息的惯性导航系统测量误差修正方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法，本发明提出采用串联控制的方法，引入外部GPS位置信息、速度信息以对惯性导航误差进行修正，通过设计合适的控制器即可完成对输入信号噪声的滤除，完成系统输出对系统输入的跟踪，即完成对惯导系统速度和位置误差的修正，该方法不依赖于系统误差模型的精确性，运算速度快，时间开销短，当外测数据频率较高时也可完成对惯导系统速度和位置测量误差的修正，只需通过修改控制器参数即可重新建立系统的误差模型，工作量小。
【专利说明】一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种惯性导航系统测量误差修正方法，尤其涉及一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法，可用于具有高精度导航精度的场合，例如航空航天、测绘等领域。
【背景技术】
[0002]惯性导航系统是一个基于加速度二次积分的航程推算系统，它完全依靠机械设备和相应的算法自动、独立完成导航任务，和外界不发生任何光、电联系。因此隐蔽性好，工作环境不受气象条件的限制。这一独特的优点，使其成为航天、航空、航海领域中一种广泛使用的主要导航系统。但由于惯性导航系统本身存在仪表误差、初始对准误差、重力异常等，惯性导航系统长时间工作时导航误差随时间发散，提高惯性导航系统性能的有效途径是采用组合导航技术，即用两种或两种以上的非相似导航系统对同一导航信息做测量并解算以形成量测量，从这些量测量中计算出各导航系统的误差并校正。采用组合导航技术的系统称为组合导航系统，参与组合的各个系统称为子系统。
[0003]由于惯性导航系统本身存在仪表误差、初始对准误差、重力异常等，惯性导航系统长时间工作时导航速度和位置误差随时间发散。组合导航系统的另一个重要方面是信息融合算法，即将不同导航系统获得导航信息进行融合得到高精度的导航输出。目前常见的信息融合算法一般基于最优估计理论，例如卡尔曼滤波理论以及其衍生算法。在使用卡尔曼滤波算法进行组合导航系统设计时需要建立系统的误差模型，除此之外，卡尔曼滤波算法是一种递推算法，启动算法时需要设置参数初值，误差模型的正确性和参数初值的合理性将对算法的收敛性产生直接影响，工程应用时需要针对不同产品设置合理的参数初值，调试工作量很大。另外，随着外测信息频率的提高，采用卡尔曼滤波器后在一个周期内将难以算完组合导航计算。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足，提供一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法，实现对惯导系统速度和位置的修正，提高了组合导航系统的鲁棒性和导航精度。
[0005]本发明的技术解决方案:一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法，包括北向通道测量误差修正步骤和东向通道测量误差修正步骤:
[0006]北向通道测量误差修正步骤:
[0007](I)对惯性导航系统测量的北向加速度an进行积分获得北向速度匕;
[0008](2)将北向速度I,与GPS获得的载体真实北向速度Vn做差得到北向速度误差Vvn,
即 ▽Vn =Vn-Vn
[0009](3)北向速度修正环节控制器根据北向速度误差Vv,,生成纬度控制量Uvn ；[0010](4)利用纬度控制量Uvn对北向加速度&11进行修正，经过修正后的北向加速度&11再次进行积分得到修正后的北向速度；
[0011](5)利用—将修正后的北向速度
【权利要求】
1.一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法，其特征在于包括北向通道测量误差修正步骤和东向通道测量误差修正步骤: 北向通道测量误差修正步骤: (1)对惯性导航系统测量的北向加速度3?进行积分获得北向速度I；(2)将北向速度兔,与GPS获得的载体真实北向速度Vn做差得到北向速度误差Vvjl*即
2.根据权利要求1所述的一种基于GPS信息的惯性导航系统测量误差修正方法，其特征在于:所述北向速度修正环节控制器、纬度修正环节控制器、东向速度修正环节控制器和经度修正环节控制器的传递函数分别为
【文档编号】G01C21/20GK103471593SQ201310403697
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】魏宗康, 刘生炳, 赵龙 申请人:北京航天控制仪器研究所