北航卡尔曼滤波课程-捷联惯导静基座初始对准实验.docx

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1、卡尔曼滤波实验报告捷联惯导静基座初始对准实验一、实验目的①掌握捷联惯导的构成和基本工作原理；②掌握捷联惯导静基座对准的基本工作原理；③了解捷联惯导静基座对准时的每个系统状态的可观测性；④了解双位置对准时系统状态的可观测性的变化。二、实验原理选取状态变量为：，其中导航坐标系选为东北天坐标系，为东向速度误差，为北向速度误差，为东向姿态误差角，为北向姿态误差角，为天向姿态误差角，为东向加速度偏置，为北向加速度偏置，为东向陀螺漂移，为北向陀螺漂移，为天向陀螺漂移。则系统的状态模型为：(1)其中，，为零均值高斯白噪声，分别为加速度计误差和陀螺漂移

2、的噪声成分，为地球自转角速度，为姿态矩阵中的元素，为当地纬度。量测量选取两个水平速度误差：，则量测方程为：(2)即其中，为量测矩阵，为量测方程的随机噪声状态矢量，为零均值高斯白噪声。要利用基本卡尔曼滤波方程进行状态估计，需要将状态方程和量测方程进行离散化。系统转移矩阵为：(3)其中，为采样间隔。量测矩阵为：(4)所以经过离散化，系统的数学模型为：(5)其中，系统噪声驱动阵。有了状态方程和量测方程，可以采用以下滤波方程进行卡尔曼滤波：(6)滤波方程中所用的量测值——速度误差，可由捷联惯导采用角增量法解算。三、静基座初始对准流程图1静基座初

3、始对准流程图四、实验结果及分析4.1仿真数据单位置初始对准仿真条件：陀螺常值漂移:0.02°/h；陀螺随机漂移:0.01°//h；加速度计常值偏置:100ug；加速度计随机误差:50ug；初始失准角ΨN，ΨE，ΨD:1°°惯导所处位置的地理纬度：L=45°仿真结果：图2仿真数据单位置初始对准结果4.2真实数据双位置初始对准仿真条件：采样频率：100Hz陀螺常值漂移:0.01度/每小时陀螺随机漂移：0.01度/每小时加速度计常值偏置：50ug加计随机误差：50ug初始位置：纬度：39.97912经度：116.34681高度：100.38米

4、对准结果：图3真实数据双位置初始对准结果