一种SINS/GPS组合导航系统的空中机动对准方法

摘要

本发明涉及一种SINS/GPS组合导航系统的空中机动对准方法，其特征是补偿了GPS观测量的杆臂效应误差，提高了观测量的精度，同时采用航向变化的机动策略，利用奇异值分解的方法分析载体机动时系统各个状态变量可观测度的变化，采用自适应反馈策略，根据可观测度的变化调节系统状态变量的反馈因子，并进行反馈校正。本发明具有精度高、不易发散的优点，可用于提高飞机、导弹、舰船或地面车辆用组合导航系统的导航精度。

主权项

1、一种SINS/GPS组合导航系统的空中机动对准方法，其特征在于包括下列步骤：(1)首先根据IMU的测量中心与GPS天线相位中心之间的空间几何关系，建立GPS观测量杆臂效应误差补偿模型，并进行补偿，所建立的GPS观测量杆臂效应误差模型为： ${\mathrm{\Delta V}}_n=C_b^n{\mathrm{\Delta V}}_b=C_b^n·\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta V}}_{\mathrm{bx}}\\ {\mathrm{\Delta V}}_{\mathrm{by}}\\ {\mathrm{\Delta V}}_{\mathrm{bz}}\end{array}\right]=C_b^n·\left[\begin{array}{c}{\omega }_{\mathrm{nby}}^b{r}_z-{\omega }_{\mathrm{nbz}}^b{r}_y\\ {\omega }_{\mathrm{nbz}}^b{r}_x-{\omega }_{\mathrm{nbx}}^b{r}_z\\ {\omega }_{\mathrm{nbx}}^b{r}_y-{\omega }_{\mathrm{nby}}^b{r}_x\end{array}\right]$其中，ΔV_n为GPS观测量的杆臂效应误差，ΔV_b为GPS观测量的杆臂效应误差在载体坐标系内的投影，C_bⁿ为载体坐标系到导航坐标系的转换矩阵，ω_nb^b是载体的角速度，r为IMU的测量中心与GPS天线相位中心之间的距离；(2)通过可观测度分析方法分析载体机动时系统各个状态变量可观测度的变化；(3)根据可观测度的变化，采用(i＝1，Λ，15)的自适应反馈策略调节系统状态变量的反馈因子，并进行反馈校正，其中，为状态变量ΔX_i的反馈权值，ΔX_real(i)表示SINS/GPS组合导航系统的真实误差，表示载体机动时状态变量X可观测度最大的情况下，状态变量的最优估值； $\beta \left(i\right)=\frac{\sigma \left(i\right)}{{\sigma }_{\mathrm{opti}}\left(i\right)},$为ΔX_i的反馈因子，σ(i)表示状态变量ΔX(i)在某一段时间内的可观测度，σ_opti(i)表示状态变量ΔX(i)的可观测度的最大值。