一种基于低精度微机电系统的捷联惯导系统初始对准方法

摘要

本发明是涉及的是一种捷联惯导系统的初始对准方法，具体涉及一种在仅利用GPS辅助设备的条件下基于低精度微机电系统的捷联惯导系统初始对准的方法。本发明包括：获取载体坐标系到水平坐标系的方向余弦矩阵；建立低精度微机电系统的捷联惯导系统粗对准卡尔曼滤波状态方程；建立低精度微机电系统的捷联惯导系统粗对准的卡尔曼滤波量测方程；对载体姿态进行第一次修正；建立捷联惯导系统精对准的卡尔曼滤波状态方程和量测方程；进行第二次卡尔曼滤波；对载体姿态进行第二次修正，得到微机电系统的捷联惯导系统的准确捷联矩阵。本发明利用两次卡尔曼滤波估计出低精度MEMS捷联惯导系统误差的方法，完成了系统的初始对准，使应用更便捷。

主权项

一种基于低精度微机电系统的捷联惯导系统初始对准方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据加速度计输出获取载体坐标系b到水平坐标系b′的方向余弦矩阵(2)以位置误差、速度误差和姿态误差为参数建立低精度微机电系统的捷联惯导系统粗对准卡尔曼滤波状态方程；(3)建立低精度微机电系统的捷联惯导系统粗对准的卡尔曼滤波量测方程；(4)根据卡尔曼滤波状态方程和量测方程进行第一次卡尔曼滤波，估计捷联惯导系统的误差，获取水平坐标系b′到计算地理坐标系t的方向余弦矩阵对载体姿态进行第一次修正；(5)建立捷联惯导系统精对准的卡尔曼滤波状态方程和量测方程；(6)利用卡尔曼滤波状态方程和量测方程进行第二次卡尔曼滤波；获取地理坐标系t到导航坐标系n的方向余弦矩阵对载体姿态进行第二次修正，得到微机电系统的捷联惯导系统的准确捷联矩阵所述的低精度微机电系统的捷联惯导系统粗对准的卡尔曼滤波量测方程为：Z₁＝H₁X₁+V₁其中，Z₁为卡尔曼滤波量测方程的量测向量；H₁为卡尔曼滤波量测方程的量测矩阵；为微机电系统中心到GPS的天线相位中心的杆臂长度误差在计算地理坐标系上的投影；卡尔曼滤波量测方程的量测向量为：其中分别为GPS输出的经度误差、纬度误差和高度误差在计算地理坐标系上的投影；卡尔曼滤波量测方程的量测矩阵为：H₁＝[I_3×3 0_3×3 M_3×4]其中I_3×3为三阶单位阵：其中为微机电系统中心到GPS的天线相位中心的杆臂长度在计算地理坐标系上的投影。