一种纬度未知条件下捷联惯导抗扰动自对准算法

发布时间：2024-02-20 12:47

　　针对地理纬度未知且包含有角晃动干扰、高低频线运动干扰等复杂环境下,捷联惯导系统难以实现快速、高精度对准的问题,提出了一种纬度未知条件下的抗扰动自对准算法。通过设置滑动窗口,根据惯性坐标系下两个不同时刻的重力加速度矢量的夹角求取纬度信息,该算法充分利用实时的惯性仪表数据实现对纬度的估计。通过将初始对准问题转化为姿态确定的问题消除角晃动干扰的影响,利用惯性坐标系下重力加速度矢量和晃动干扰加速度的频率特点,引入小波阈值消噪和多项式优化的算法抑制线运动干扰的影响,从而提高惯导系统抗扰动自对准精度。仿真和车载半物理实验结果表明,该算法具有纬度自估计、隔离角晃动和线运动干扰的能力。在导航级惯性仪表参数下,可将实时估计的纬度的误差限制在0.1°左右,抗干扰自对准的航向角误差接近惯性器件误差决定的极限精度。

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【部分图文】：

图3纬度估计误差图

哪康氖窃谝“诨??跫?拢?鲆揽抗咝云?件的输出实现纬度的自估计。基于如图2设计的动态窗口，通过积分效应抑制加速度计噪声的干扰，实现对纬度的在线估计，且充分利用惯性仪表的数据。晃动的参数和惯性仪表的参数如表1和表2。表1摇摆参数Tab.1Swingparameters参数俯仰横滚航....

图5俯仰失准角误差图

2,3.8,4xyzDHDHDHAgAgAg(38)300Hz,250Hz,400HzxyzDHDHDHfff(39)低通滤波器采用IIR滤波器，其通带的截止频率设置为0.001Hz，阻带下限截止频率为0.1Hz，通带衰减为1dB，阻带衰减为20dB。小波多项式优化中，,0100....

图7表示航向失准角的误差曲线，可以看出积分的方法收敛速度仍然较慢，结合表4定量分析的结果可知，小波优化的方法具有较小的均值和方差，且对准的精度接近由器件误差决定的极限精度，体现了本文提出算法的有效性

（MEAN）作为性能指标，其定义为：1MEANikxM(40)其中，M表示蒙特卡洛仿真的总次数，M50，ikx表示第i次蒙特卡洛仿真中的解算值。仿真的结果如图5~7，其为50次蒙特卡洛仿真的均值与姿态真值作比较，得到的失准角误差曲线，最后50s统计的结果如表4。俯仰失准角误差/(....

图10降噪前后矢量对比图

-336-中国惯性技术学报第28卷,0100i，小波基设置为db6，分解层数取为10，重构观测矢量(t)经小波处理前后的频谱对比如图9所示，(t)经小波处理前后的矢量对比如图10所示，对准的结果图如图11~13所示，惯性仪表参数如表5，最后100s统计的结果如表6所示。图8车载导....

本文编号：3904187