基于直接导航模型的无迹卡尔曼非线性初始对准方法

摘要

本发明提供了一种基于直接导航模型的无迹卡尔曼非线性初始对准方法。主要步骤包括：凝固粗对准；建立基于导航参数微分方程（即直接导航模型）以及以导航系速度为量测量的非线性滤波模型及其离散化；构建时间更新和量测更新不同步的简化无迹卡尔曼滤波算法，实现捷联惯性导航初始对准，为捷联惯性导航初始对准提供了一种新方案。优点在于直接导航模型非线性模型更为准确，简化的无迹卡尔曼非线性滤波更具有普适性，滤波过程中只需要一套滤波算法同时实现滤波与姿态更新过程，而且滤波后直接输出导航参数，不需要进行误差修正，算法更简单。

主权项

基于直接导航模型的无迹卡尔曼非线性初始对准方法，包括下列步骤：步骤1、根据惯性测量单元中陀螺仪测得的角速度信息和加速度计测得的线加速度信息，使用基于凝固解析粗对准算法完成捷联惯性导航系统粗对准，求得粗略的初始纵摇角θ、横摇角γ和航向角ψ；步骤2、根据捷联惯性导航系统的速度微分方程、欧拉角微分方程、传感器模型，以导航系速度为量测量，建立基于导航参数微分方程的非线性滤波连续系统模型；步骤3、将步骤2中建立的非线性连续系统模型离散化，形成非线性离散系统模型；步骤4、根据步骤3中建立的非线性离散系统模型构建用于初始对准的简化无迹卡尔曼非线性滤波器，滤波算法中，时间更新与量测更新不同步；步骤5、将步骤1提取的粗对准姿态角以及陀螺仪和加速度计的输出代入步骤4中，完成捷联惯性导航系统初始对准，直接输出导航参数。