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    重庆时时彩五星对应号: 一种GNSS和MIMU组合导航中微陀螺G敏感性误差补偿方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410158231.5

    申请日:

    2014.04.18

    公开号:

    CN103954298A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01C 25/00申请日:20140418|||公开
    IPC分类号: G01C25/00 主分类号: G01C25/00
    申请人: 中国人民解放军国防科学技术大学
    发明人: 胡小平; 何晓峰; 范晨; 罗兵; 唐康华; 江明明; 王安成; 李涛; 练军想; 张礼廉
    地址: 410073 湖南省长沙市砚瓦池正街47号中国人民解放军国防科学技术大学三院
    优先权:
    专利代理机构: 湖南兆弘专利事务所 43008 代理人: 周长清
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410158231.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.01|||2014.08.27|||2014.07.30

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种GNSS和MIMU组合导航中微陀螺g敏感性误差补偿方法,其步骤为:(1)建立微陀螺的g敏感性误差方程;(2)建立含g敏感性误差的GNSS/MIMU组合导航系统方程;(3)采用非线性全局可观性分析方法,对含g敏感性误差的GNSS/MIMU组合导航系统进行全局可观性分析,设计该组合系统全局可观的运动路径;(4)依据步骤(1)中得到的微陀螺的g敏感性误差方程,构建相应的卡尔曼滤波器,并按照步骤(3)得到的运动路径运动,实现微陀螺g敏感性误差的补偿。本发明具有原理简单、操作简便、适用范围广等优点。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种GNSS和MIMU组合导航中微陀螺g敏感性误差补偿方法,其特征在于,步骤为:
    (1)建立微陀螺的g敏感性误差方程:
    Go=Ggfb
    式中,Go表示微陀螺的g敏感性误差,Gg表示g敏感性误差的系数矩阵,fb表示加速度计测得的比力信息;
    (2)建立含g敏感性误差的GNSS/MIMU组合导航系统方程;
    (3)采用非线性全局可观性分析方法,对含g敏感性误差的GNSS/MIMU组合导航系统进行全局可观性分析,设计该组合系统全局可观的运动路径;
    (4)依据步骤(1)中得到的微陀螺的g敏感性误差方程,构建相应的卡尔曼滤波器,并按照步骤(3)得到的运动路径运动,实现微陀螺g敏感性误差的补偿。

    2.  根据权利要求1所述的GNSS和MIMU组合导航中微陀螺g敏感性误差补偿方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,选取GNSS/MIMU组合系统的状态为位置、速度、姿态、陀螺零偏、加速度计零偏和g敏感性误差系数,则系统状态方程为:
    r·e=ve]]>
    v·e=Cbe(fb-δfb)-2ωiee×vee+gle]]>
    C·be=Cbe(ωebb×)]]>
    ωebb=ωibb-δωb-Cebωiee]]>
    式中:×表示矢量积运算;re和ve分别是载体在e系的位置和对地速度;为载体坐标系b系到e系的姿态变换矩阵;为在e系中表示的地球自转角速度;为在e系中表示的重力加速度;为在b系中表示的载体相对地球的转动角速度,为其反对称阵;为陀螺测量的载体相对惯性系的转动角速度;δωb和δfb分别为陀螺和加速度计的测量误差;
    考虑g敏感性误差后,微陀螺的误差模型可分为两部分,一部分为与载体运动无关的误差项,由陀螺的固定零偏和随机噪声组成,记为另一部分则为g敏感性误差,记为δω2b=Go=Ggfb;]]>即:
    δωb=δω1b+δω2b]]>
    满足关系:
    δω·1b=0]]>
    δω·2b=Ggf·b]]>
    G·g=03×3]]>
    若以卫星接收机输出的位置和速度作为观测量,则系统的观测方程为:
    Z=z1z2=reve]]>
    满足关系:
    z2=z·1.]]>

    3.  根据权利要求2所述的GNSS和MIMU组合导航中微陀螺g敏感性误差补偿方法,其特征在于,经步骤(3)的全局可观性分析后,对于含g敏感性误差的组合导航系统,以位置和速度为观测量,若载体的运动满足以下两个条件,则系统是全局可观的:
    (a)存在一个直线段在这个直线段上存在两个时刻t1≠t2,使比力导数和线性不相关;
    (b)存在两个直线运动段,且在这两个路段中存在三个不同时刻t1、t2与t3,使得R(A)=R(A,B)=3或存在直线运动段,使得在此路段中各分量都存在不为零的时刻。

    4.  根据权利要求1或2或3所述的GNSS和MIMU组合导航中微陀螺g敏感性误差补偿方法,其特征在于,所述卡尔曼滤波器的状态方程为:
    X·(t)=F(t)X(t)+W(t)]]>
    式中,系统状态为:
    X=(δre,δve,ϵe,δω1b,δfb,G1,G2,G3)T]]>
    状态转移矩阵为:
    F(t)=03×3I3×303×303×303×303×303×303×3Ne-2Ωiee-Fe03×3Cbe03×303×303×303×303×3-ΩieeCbe03×3F1eF2eF3e03×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×303×3]]>
    系统噪声阵为:
    W(t)=[wr wv wε 01×3 01×3 01×3 01×3 01×3]T
    观测方程为:
    Z(t)=H(t)X(t)+N(t)
    式中,系统的观测矩阵H(t)=I3×303×303×303×303×303×303×303×303×3I3×303×303×303×303×303×303×3,]]>观测噪声阵为N(t)=[Nr Nv 01×3 01×3 01×3 01×3 01×3 01×3]T。

    关 键 词:
    一种 GNSS MIMU 组合 导航 陀螺 敏感性 误差 补偿 方法
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