飞行器姿态角的旋转稳定估计

摘要

本发明涉及对飞行器(1)姿态角的估计。通过对如下惯性测量值执行算法积分的装置(9)产生估计姿态角：这些惯性测量值指代角速度和线加速度。通过两个水平分量(32-33)的线性组合获得所希望校正量的水平分量(34-39)，所述水平轴线之间的交叉系数可随时间连续变化并取决于估计转速。于是，包括在飞行器(1)转动的阶段，该估计的姿态角稳定，并且连续对陀螺仪的偏差进行估计。

主权项

1.一种估计飞行器（1）的姿态角的方法，其中：通过对来自惯性测量单元（6）的具有捷联分量的测量值进行算法积分（3）而产生相对于导航轴线（N、E、D）表述的所述姿态角的估计值、航向角（ψ）的估计值以及线速度矢量的估计值，所述测量值指代所述飞行器（1）的角速度和线加速度所述算法积分还具有用于对所述惯性测量值进行校正的输入（21、22、23），所述输入相对于所述导航轴线（N、E、D）由两个水平分量和一个垂直分量所表述并用于校正：角加速度角速度以及线加速度通过从所述飞行器（1）的来自线速度传感器（8）并且相对于所述导航轴线（N、E、D）表述的线速度测量值中减去由所述算法积分（3）所产生的所述线速度矢量的估计值、形成同样相对于所述导航轴线（N、E、D）表述的线速度差；通过使用作为所述姿态角函数的投影算子得到测得角速度绕垂直导航轴线的估计（15）而产生所述飞行器（1）的转速的估计值；所述角加速度角速度以及线加速度的校正量的两个水平分量中的每个水平分量是所述线速度差的如下两个水平分量的线性组合：平行于所述校正量的水平分量和与所述校正量不共线的另一水平分量；藉此在所述水平分量和另一水平分量的水平轴线之间获得交叉系数；以及所述线性组合的每个系数是时间的连续函数，并且取决于所述转速的估计值；从而所述惯性测量值被持续地校正，且姿态滤波器与航向滤波器及垂直滤波器隔离，使得即使当所述飞行器转动时，估计的姿态角仍是稳定的。