一种针对惯导系统组合综合校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种针对惯导系统组合综合校正方法，适用于平台式惯导系统，属于 惯导系统误差补偿技术领域。
【背景技术】
[0002] 综合校正方法主要包括多位置综校和最优综校两种，二者各有其优缺点。多位置 综校利用了惯导系统的误差积累特性，对随机噪声的过滤效果较好，陀螺零偏估计结果可 靠性高;其缺点为所需时间长，特别是对于外观测信息仅由GPS提供的情况，至少需要三个 位置才能完成对陀螺零偏的估计。最优综校优缺点与多位置法正好相反，最优综校只利用 一个位置点上的连续观测就完成了对陀螺零偏的估计，所需时间大幅缩短，但由于没有利 用到惯导系统的误差积累特性，估计结果受随机噪声的影响较大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服已有技术存在的不足，提出一种针对惯导系统组合综合 校正方法，该方法能够对长航时惯导系统误差进行抑制。
[0004]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0005] -种针对惯导系统组合综合校正方法，包括如下步骤：
[0006]步骤一、根据载体的位置信息获得最优综校方法的误差模型系数，确定最优综校 方法误差模型；
[0007]步骤二、设载体在\时刻和\时刻接收外部观测信息，基于传统多位置综合校正方 法，获取限制条件；
[0008]步骤三、将所述限制条件引入到最优综校方法的误差模型中，构成组合综校方法 的误差模型；
[0009]步骤四、根据所述组合综校方法的误差模型，采用受限卡尔曼滤波器对陀螺北向 零偏εno和天向零偏εuo进行估计；
[0010] 步骤五、根据步骤四得到的陀螺北向零偏εΝ()和天向零偏ευο估计值对惯导系统进 行补偿；
[0011] 至此，得到一个惯导系统陀螺零偏的估计方法，对陀螺零偏进行补偿后可有效抑 制惯导系统的发散误差。
[0012 ]进一步地，本发明所述限制条件为：
[0013]
[0014]其中，ω1(3为地球自转角速度，穸表示载体所处炜度，&(t2)和知(Μ为^时刻的惯 导系统经炜度误差，A 时刻和^时刻的时间差。
[0015]进一步地，本发明所述步骤五中还包括利用GPS输出的经炜度ACP#P对惯导系 统的位置输出进行重调。
[0016] 有益效果：
[0017]本发明将两个位置点间惯导系统的积累误差作为限制条件引入到最优综校过程 中。因而本方法既利用了相邻位置点间的积累误差也利用了每个位置点的连续观测信息， 实现了对外观测信息充分利用，达到传统多位置综合校正方法和最优综校方法的互补，其 相比于已有的综合校正方法相比，本发明在惯导系统陀螺零偏的估计速度和估计精度方面 都有明显的改善，惯导系统的发散误差可以得到有效抑制。
【附图说明】
[0018]图1为本发明针对惯导系统组合综合校正方法的流程图；
[0019]图2为本发明的具体实施例中的惯导系统北向陀螺零偏估计误差示意图；
[0020] 图3为本发明的具体实施例中的惯导系统天向陀螺零偏估计误差示意图；
[0021] 图4为本发明的具体实施例中的东向速度误差补偿效果示意图；
[0022] 图5为本发明的具体实施例中的经度误差补偿效果示意图；
[0023]图6为本发明的具体实施例中的炜度误差补偿效果示意图；
[0024]图7为本发明的具体实施例中的东向失准角补偿效果示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0026]本发明的基本原理是：用一个等式对传统多位置综校方法的工作原理进行了归 纳，随后将该等式作为状态限制条件引入到传统最优综校过程中，采用受限卡尔曼滤波器 对陀螺零偏进行估计，估计结束后对陀螺零偏进行补偿。
[0027]本发明一种针对惯导系统组合综合校正方法，如图1所示，具体过程为：
[0028]步骤一、根据载体的位置信息获得最优综校方法的误差模型系数，确定最优综校 方法误差模型，如式(1)所示，
[0029]
[0030]式中，w=[wewnwu]T为随机白噪声向量，
[0031]
[0032]
[UUJJJ共T，0ie乃观；日符用巡皮，衣不软件尸/r处玮皮；φΕ,ιρΝ邪物方別衣不ΤΗ様秒 角的东向，北向和天向分量；εΕ，￡ν和ευ分别表不东向，北向和天向陀螺漂移，εΕ0,εΝ0和ευο分 别表不东向，北向和天向陀螺的零偏。入1奶和％V5为惯导系统输出的经炜度，^^5和的將为 GPS输出的经炜度，δλ(；Ρ5和?5^,ΛνSGPS的经炜度定位误差，δλ和知表示惯导系统经炜度误 差。
[0034] 步骤二、设载体在t时刻和^时刻接收外部观测信息，基于传统多位置综合校正方 法，获取限制条件如式(13)所示，
[0035]
[0036] 其中，δλ(?2)和#(W为t2时刻的外部观测信息，Δ七为。时刻和t2时刻的时间差。
[0037] 以下对限制条件的推导过程进行详细说明：
[0038] 设载体在^时刻接收到第一次外部观测，此时根据GPS的位置信息对惯导系统的 位置进行重调，重调后有
[0039]
[0040]对于长航时惯导系统，通常要求系统工作在阻尼模式下，系统进入稳态后，水平失 准角近似为〇,此时有
[0041]
[0042]其中，Φe，ΦN和Φu分别表不东向、北向和天向失准角，δθΕ，δθΝ和δθυ分别表不东 向、北向和天向的位置误差角
[0043] 由式(2)和式(3)可得
[0044]
[0045] 又由导航坐标系与qep坐标系之间的转换关系可得
[0046]
[0047] 式中:ι^?ρ即为平台漂移角在qep坐标系三轴上的分量。
[0048]之后在t2时刻，载体接收到第二次外部观测，由惯导系统经炜度误差与平台漂移 角之间的关系可得
[0049]
[0050]又由平台漂移角的误差方程可得
[0051]
[0052] 式中：Δt=t2-ti，ε^ο、ε0〇、ερ〇为陀螺零偏在qep坐标系二个轴上的分量，联立式 (5)、式(6)、式(7)三式可得
[0053]
[0054] 希望得到是陀螺零偏（8卩eqQ、％〇、εΡ〇)和观测量（S卩δλ(?2)和#(4))间的关系，因而 应当设法在式(8)中消去姒"和队⑴）。此外，由于选用位置误差作为观测时，W是不可观 的，因此，也可以优先消去ε。直观地，将式(8)