本发明属于惯性导航，具体涉及一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法。
背景技术：
1、惯性导航是水下平台的主要自主导航手段。惯性导航系统是根据牛顿惯性原理，由陀螺建立惯性坐标系，加速度计测量载体加速度，经过积分解算获得载体的位置、速度和水平、航向等多参量信息。惯性导航系统解算中利用重力矢量和地球自转矢量，形成了纬度和水平、航向误差的闭环反馈。高精度惯性导航系统位置误差随时间振荡发散：其中纬度误差为常值加振荡误差，振荡幅值随时间有增大趋势；经度误差为随时间的发散误差，叠加有小幅振荡。
2、惯性导航系统振荡误差主要是地球周期振荡误差，对惯导输出信息品质有重要影响。目前缺乏仅依据自主导航信息估计惯导振荡误差的手段，因此本专利提出了仅依赖多套惯导的惯性自主信息估计惯导振荡误差的方法，可显著提升水下平台自主导航能力。
技术实现思路
1、鉴于存在地球周期振荡误差是惯性导航设备的固有特性，在难以获得外部位置参考信息的水下长时应用场合，地球周期振荡误差将严重影响水下平台导航信息品质，本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于多套惯导互观测的惯导地球周期振荡项误差精确估计方法。本方法根据惯导振荡误差长时间变化特性，从多套惯导互观测中分离提取每套惯导的振荡误差项，以完全自主的方式提升惯性导航系统输出信息品质，应用于水下平台将显著提升平台长时间自主导航能力。
2、本发明采取的技术方案为：一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，所述方法基于多套惯性导航设备实现，所述惯性导航设备以下简称惯导，包括以下步骤：
3、步骤1：相对位置已知的n套惯导gi，i＝1,2,…n纬度输出信息为li(t),i＝1,2,…n，t为时间，对于惯导gi，计算惯导gi与惯导gj，j＝1,2,…n且j≠i的纬度输出差值li,j(t)＝lj(t)-li(t)，提取li,j(t)信号中地球周期振荡项幅值ai,j、相位
4、步骤2：对于惯导gi，i＝1,2,…n，观测对应的ai,j,j＝1,2,…n且j≠i随时间变化情况，t1时刻观测到惯导对应的j＝1,2,…n且j≠m1发生明显变化，则根据惯导纬度地球周期振荡误差项变化量计算惯导纬度地球周期振荡误差项相位
5、步骤3：继续观测惯导gi，i＝1,2,…n,且i≠m1对应的ai,j,j＝1,2,…n且j≠i随时间变化情况，当t2时刻观测到惯导对应j＝1,2,…n且j≠m2均发生明显变化时，则根据惯导纬度地球周期振荡误差项变化量计算惯导纬度地球周期振荡误差项相位
6、步骤4：根据惯导纬度地球周期振荡误差项相位惯导纬度地球周期振荡误差项相位以及惯导纬度差值信息计算惯导纬度地球周期振荡误差项幅值和惯导纬度地球周期振荡误差项幅值
7、步骤5：根据惯导的计算惯导gi,i＝1,2,…n,且i≠m1,i≠m2的纬度地球周期振荡误差项幅值ai、相位
8、步骤6：基于惯导gi,i＝1,2,…n纬度地球周期振荡误差项的幅值ai、相位得到惯导gi,i＝1,2,…n经度、航向地球周期振荡误差项的幅值和相位信息；
9、通过步骤1至步骤6，实现了多套惯导经度、纬度、航向地球周期振荡误差项的精确估计。步骤1中所述的n套惯导为n≥3。
10、步骤2中所述的明显变化为所有j＝1,2,…n且j≠m1项同时增加或减少了一个数值时，则判定惯导地球周期振荡误差项幅值发生了变化。
11、步骤2中所述的计算惯导纬度地球周期振荡误差项相位包括如下步骤：
12、1)观测t1时刻前后惯导gi，i＝1,2,…n且i≠m1对应ai,j,j＝1,2,…n且j≠i的变化情况，选择对应的ai,j变化最小的惯导gs，判定惯导gs的振荡误差未发生变化，提取t1时刻前惯导gs和纬度差值信息中地球周期振荡项幅值相位t1时刻惯导gs和纬度差值信息中地球周期振荡项幅值相位
13、2)计算惯导地球周期振荡误差项相位
14、
15、arctan为反正切函数。
16、步骤4中所述的计算惯导纬度地球周期振荡误差项幅值和惯导纬度地球周期振荡误差项幅值包括如下步骤：
17、1)根据t2时刻惯导和的纬度差值信息提取中地球周期振荡项幅值和相位
18、2)计算惯导地球周期振荡误差项幅值
19、
20、3)计算惯导gm2地球周期振荡误差项幅值am2：
21、
22、步骤5中所述的计算惯导gi，i＝1,2,…n,且i≠m1,i≠m2的纬度地球周期振荡误差项幅值ai、相位的方法为：
23、
24、本发明具有的优点和积极效果是：惯导的工作原理决定了其输出导航信息中具有地球周期振荡误差，这种振荡发散误差严重影响惯导信息品质。目前利用卫导等外部导航基准信息估计补偿惯导误差的方法水下等场合使用受限，亟需探索水下适用的惯导误差自主估计方法。本发明利用惯导地球周期振荡误差幅值发散、相位相对稳定的特性，通过观测多套惯导相对误差的变化判断惯导地球周期振荡误差的发散变化情况，进而获取地球周期振荡误差的相位信息；再利用2套惯导地球周期振荡误差相位信息，从2套惯导相对误差地球周期振荡项中分解得到每套惯导地球周期振荡误差，实现惯导地球周期振荡项的精确估计，显著提升惯导输出信息品质。该方法仅需要多套惯导的导航信息，具有完全自主、隐蔽特性，适用于水下等卫导信息拒止场合，显著提升水下平台长时间隐蔽、自主导航能力。
1.一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，所述方法基于多套惯性导航设备实现，所述惯性导航设备以下简称惯导，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，其特征在于：步骤1中所述的n套惯导为n≥3。
3.根据权利要求1所述的一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，其特征在于：步骤2中所述的明显变化为所有且j≠m1项同时增加或减少了一个数值时，则判定惯导地球周期振荡误差项幅值发生了变化。
4.根据权利要求1所述的一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，其特征在于：步骤2中所述的计算惯导纬度地球周期振荡误差项相位包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，其特征在于：步骤4中所述的计算惯导纬度地球周期振荡误差项幅值和惯导纬度地球周期振荡误差项幅值包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种基于多惯导互观测的惯导振荡误差精确估计方法，其特征在于：步骤5中所述的计算惯导gi，i＝1,2,…n,且i≠m1,i≠m2的纬度地球周期振荡误差项幅值ai、相位的方法为：