基于罗经法和CDKF的捷联惯导摇摆基座自对准.pdf

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1、10传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第7期基于罗经法和CDKF的捷联惯导摇摆基座自对准马涛，孙尧，高延滨，郭婧(1．哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001；2．国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100190)摘要：针对舰船和舰载武器系统存在风浪的情况下自对准精度下降的问题，提出了一种改进罗经法粗对准和利用中心差分卡尔曼滤波(CDKF)法进行精对准的捷联惯导系统摇摆基座下的自对准方法。利用经典罗经算法在惯性系下对捷联系统进行粗对准，可以在方位角存任意误差时收敛到一

2、个精对准算法可以容忍的范围内，而CDKF精对准算法在存在相对较大的失准角下仍能实现高精度的姿态角误差估计。仿真实验证明：提出的方法对准精度高，速度快，实现简单，适用与各种无机动条件下的捷联惯性系统的自始准。关键词：捷联惯导系统；自对准；摇摆基座；罗经法；中心差分卡尔曼滤波中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)07-0010-04SINSswaying·baseself-alignmentbasedoncompassmethodandCDKFMATao，SUNYao，GAOYan．bin，GUOJing(1．Schoolo

3、fAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China；2．PatentExaminationCooperationCenterofThePatentOfice，SIPO，Beijing100190，China)Abstract：Aimingattheproblemofthedeclineinself-alignmentprecisionoftheshipandtheshipboardweaponsystemsinthepresenceofwaves，aself-alignmentapproachw

4、hichcoarsealignmentbasedoncompassmethodandfinealignmentbasedoncenterdifferenceKalmanfilterisproposed．Theclassiccompassmethodcanmaketheattitudeconvergencetoalimitaccuracywhichthefinealignmentalgorithmcanbetoleratedwithanyinitialerror．ThefinealignmentalgorithmbasedonCDKFcanestimatethe

5、attitudeeroraccuratelywitharelativelargemisalignmentangle．ThesimulationexperimentillustratethattheproposedapproachissuitableforanySINSalignmentwithoutmaneuveringwithhighprecisionandfastspeed，simplerealization．Keywords：SINS；self-alignment；swaying—base；compassmethod；CDKF0引言空间中重力矢量方向信息

6、的解析粗对准算法，但其本质上与初始对准是惯性导航系统在进入导航状态的前提条文献[3]是相同的。文献[5]提出了一种基于ARMA模型的两件，初始对准的精度将直接影响系统的导航精度，进而影响位置捷联系统摇摆基座精对准算法，但其对准时间较长且需武器系统的机动性能、生存能力和攻击能力。在粗对准算要额外转位机构。文献[6]将非线性方法用于静基座下的大初始失准角自对准对准，得到了理想的对准效果。法中，解析式粗对准是非常重要的一种，具有多种具体形本文中粗对准采用惯性坐标系下的改进罗经法，将陀式⋯。但只有在静基座和环境干扰不大的对准环境中，传统螺加表信息转换到与对准初始时刻的

7、载体坐标系重合的惯解析粗对准算法才能得到满意的对准结果。为此，文献[2]性坐标系中进行计算；精对准采用基于中心差分卡尔曼滤中采用基于多尺度小波系数内积的干扰信号检测算法，将基波(CDKF)的非线性方法，并通过仿真实验证明了提出方座摇摆作为干扰进行了抑制，但在摇摆较剧烈时仍达不到满法的有效性。意效果。文献[3]提出了基于重力信息的解析粗对准算法，1坐标系定义该算法利用重力矢量在惯性空间的运动信息，对系统进行对1)导航坐标系n，选为地理坐标系，原点位于载体重准，但是对准时间相对较长。文献[4]给出了直接提取惯性心·，轴指向东，Y轴指向北，Z轴指向天。收稿日期：20

8、12~)5-02基金项目：国际科技合作