一种SINS/GPS/磁罗盘组合导航系统的数据融合方法

摘要

一种SINS/GPS/磁罗盘组合导航系统的数据融合方法，涉及一种组合导航系统数据融合算法，该方法是将SINS和GPS进行位置速度误差组合，经第一次卡尔曼滤波估计出载体的位置、速度和姿态误差，对SINS进行反馈校正；通过校正后SINS输出的横滚角和俯仰角计算载体坐标系到水平坐标系的方向余弦矩阵，辅助磁罗盘得到载体的磁航向角进而得到航向角；将SINS和磁罗盘进行航向角误差组合，经第二次卡尔曼滤波估计出载体的姿态误差，对SINS进行反馈校正，由SINS向用户输出载体的位置、速度和姿态信息。本发明具有计算简单、精度高、容错能力强和应用领域广的优点，不仅可用于提高磁罗盘的定姿精度，而且可以提高航天器、航空器、船舶或地面车辆用SINS/GPS/磁罗盘组合导航系统的导航精度。

主权项

1、一种SINS/GPS/磁罗盘组合导航系统的数据融合方法，其特征在于包括下列步骤：(1)将SINS和GPS进行位置速度误差组合得到误差方程，经第一次卡尔曼滤波估计出载体的位置、速度和姿态误差，对SINS的位置、速度、横滚角和俯仰角进行反馈校正；(2)利用反馈校正后SINS输出的横滚角和俯仰角来计算载体坐标系x_by_bz_b至水平坐标系x_hy_hz_h的方向余弦矩阵(3)利用将磁罗盘输出载体坐标系x_by_bz_b下的三维磁场强度转化为水平坐标系x_hy_hz_h下的三维磁场强度；(4)利用水平坐标系x_hy_hz_h下的三维磁场强度计算载体的磁航向角，进而得到载体的航向角；(5)将SINS和磁罗盘进行航向角误差组合得到误差方程，经第二次卡尔曼滤波估计出载体的姿态误差，对SINS的航向角进行反馈校正，可由SINS向用户输出载体的位置、速度和姿态信息。