采用奇异摄动方法进行圆锥误差与划船误差补偿的捷联惯导系统

摘要

本发明公开了一种采用奇异摄动方法进行圆锥误差与划船误差补偿的捷联惯导系统，该捷联惯导系统是在惯性测量单元与姿态计算单元之间嵌入圆锥误差补偿奇异摄动模型；在惯性测量单元与导航计算单元之间嵌入划船误差补偿奇异摄动模型。本发明的补偿是在一个采样周期T内载体运动的变化是一种摄动过程，利用惯性元件在起、始采样点的实际输出值建立强迫奇异摄动模型。根据强迫奇异摄动模型对圆锥误差、划船误差进行补偿，获得采样周期内姿态更新旋转矢量以及速度更新量，通过调节可变参数逼近准确的姿态更新量和速度更新量，从而达到提高捷联惯性导航计算单元算法精度的要求。

主权项

1.一种采用奇异摄动方法进行圆锥误差与划船误差补偿的捷联惯导系统，其特征在于：该捷联惯导系统是在惯性测量单元与姿态计算单元之间嵌入圆锥误差补偿奇异摄动模型；在惯性测量单元与导航计算单元之间嵌入划船误差补偿奇异摄动模型；惯性组件用于输出载体的角速度载体的加速度所述角速度加速度经信号处理单元进行滤波处理后输出滤波后角速度滤波后加速度滤波后角速度经圆锥误差补偿奇异摄动模型补偿后输出补偿后的角速度给姿态计算单元；姿态计算单元对接收的补偿后的角速度进行解析获得该角速度下的位姿信息并输出给导航计算单元；滤波后加速度经划船误差补偿奇异摄动模型补偿后输出补偿后的加速度给导航计算单元；导航计算单元对接收的位姿信息、补偿后的加速度进行导航解析，从而获得导航信息输出；所述的圆锥误差补偿奇异摄动模型A为：$A=\left\{\begin{array}{c}{ϵ}_1\stackrel{··}{\overrightarrow{w}}+\stackrel{·}{\overrightarrow{w}}+{\overrightarrow{\beta }}_1=0\\ {\overrightarrow{w}}_n=w_1,{\overrightarrow{w}}_{n+1}=w_2\end{array}\right.$式中ε₁表示第一奇异摄动小参数，其取值为[0，1]；表示在6～2000Hz高动态环境下快变状态的角加加速度矢量；表示在6～2000Hz高动态环境下慢变状态的角加速度矢量；表示在一个采样周期T内载体的角振动频率f_w有关参数矢量；即N表示与角振动频率f_w相关的一个常量，该常量为浮点数；T表示一个采样周期；表示陀螺在当前采样点n的实际输出的角速率w₁；表示陀螺在下一时刻采样点n+1的实际输出的角速率w₂；所述的划船误差补偿奇异摄动模型B为：$B=\left\{\begin{array}{c}{ϵ}_2\stackrel{··}{\overrightarrow{f}}+\stackrel{·}{\overrightarrow{f}}+{\overrightarrow{\beta }}_2=0\\ {\overrightarrow{f}}_n=f_1,{\overrightarrow{f}}_{n+1}=f_2\end{array}\right.$式中ε₂表示第二奇异摄动小参数，其取值为[0，1]；表示在6～2000Hz高动态环境下快变状态的载体加加速度矢量；表示在6～2000Hz高动态环境下慢变状态的载体加速度矢量；表示在一个采样周期T内载体的线振动频率f_a有关参数矢量；即M表示与线振动频率f_a相关的一个常量，该常量为浮点数；T表示一个采样周期；表示加速度计在当前采样点n的实际输出的加速度f₁；表示加速度计在下一时刻采样点n+1的实际输出的加速度f₂。