一种基于惯组的激光多普勒测速仪的在线标定方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113092822A(43)申请公布日2021.07.09(21)申请号202110422583.7(22)申请日2021.04.15(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人席崇宾周健王琦聂晓明黄荣向志毅陈兰剑程吉利(74)专利代理机构长沙国科天河知识产权代理有限公司43225代理人邱轶(51)Int.Cl.G01P21/02(2006.01)G01C25/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称一种基于惯组的激光多普勒测速仪的在线标定方法和装置(57)摘要本申请涉及一种基于惯组的激光多普勒测速仪的在线标定方法和装置。所述方法包括：在初始时段使用惯导数据、基于参数解析法对激光多普勒测速仪的安装角和发射倾角进行粗标定，建立组合导航系统的状态方程，以激光多普勒测速仪的速度误差和惯性导航设备的速度误差的差值为观测量建立观测方程，得到激光多普勒测速仪的安装角误差估计值和发射角误差估计值，并对应补偿粗标定值，得到高精度的激光多普勒测速仪的在线标定结果。本方法充分利用了惯性导航设备的特点，不依赖卫星导航系统实时对激光测速仪进行在线高精度标定，降低了设备成本，具有自主性高、环境适应性好等特点，能提高载体的机动性。CN113092822ACN113092822A权利要求书1/2页1.一种基于惯组的激光多普勒测速仪的在线标定方法，其特征在于，所述方法包括：在预设的初始时段获取惯性导航设备的惯导数据，基于参数解析法根据所述惯导数据得到激光多普勒测速仪的安装角粗标定值和发射倾角粗标定值；建立组合导航系统的状态方程，以所述激光多普勒测速仪的速度误差和所述惯性导航设备的速度误差的差值为观测量建立观测方程，通过Kalman滤波得到所述激光多普勒测速仪的安装角误差估计值和发射角误差估计值；所述组合导航系统由所述惯性导航设备和所述激光多普勒测速仪组成；根据所述安装角误差估计值和发射角误差估计值对应补偿所述安装角粗标定值和所述发射倾角粗标定值，得到对所述激光多普勒测速仪的在线标定结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到对所述激光多普勒测速仪的在线标定结果的步骤之后，还包括：基于所述状态方程和所述观测方程，通过Kalman滤波得到所述惯性导航设备的导航参数误差估计值；所述导航参数误差估计值包括：姿态误差估计值、速度误差估计值、位置误差估计值、陀螺零偏估计值和加表零偏估计值；根据所述导航参数误差估计值对应补偿所述惯性导航设备的导航参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立组合导航系统的状态方程的步骤包括：建立所述惯性导航设备的纯惯性误差模型，以及建立所述激光多普勒测速仪的速度误差模型；根据所述纯惯性误差模型和所述速度误差模型，得到Kalman滤波的状态方程。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Kalman滤波的状态方程的建立方式包括：以所述组合导航系统的姿态误差、速度误差、位置误差，所述惯性导航设备的陀螺漂移和加速度计零偏，所述激光多普勒测速仪的安装角误差和发射角误差为分量，构建状态量；基于所述状态量，以及所述惯性导航设备的陀螺噪声参数和加速度计噪声参数，构建所述Kalman滤波的状态方程。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，激光多普勒测速仪的安装角粗标定值和发射倾角粗标定值的计算方式包括：在预设的初始时段，根据惯性导航设备的输出得到对应的惯导轨迹；在所述初始时段，根据激光多普勒测速仪的输出得到对应的测速仪航迹推算轨迹；根据所述惯导轨迹和所述测速仪航迹推算轨迹之间的几何关系，以所述惯导轨迹为基准，得到所述激光多普勒测速仪的安装角粗标定值和发射倾角粗标定值。6.一种基于惯组的激光多普勒测速仪的在线标定装置，其特征在于，所述装置包括：粗标定模块，用于在预设的初始时段获取惯性导航设备的惯导数据，基于参数解析法根据所述惯导数据得到激光多普勒测速仪的安装角粗标定值和发射倾角粗标定值；误差估计模块，用于建立组合导航系统的状态方程，以所述激光多普勒测速仪的速度误差和所述惯性导航设备的速度误差的差值为观测量建立观测方程，通过Kalman滤波得到所述激光多普勒测速仪的安装角误差估计值和发射角误差估计值；所述组合导航系统由所述惯性导航设备和所述激光多普勒测速仪组成；在线标定模块，用于根据所述安装角误差估计值和发射角误差估计值对应补偿所述安2CN113092822A权利要求书2/2页装角粗标定值和所述发射倾角粗标定值，得到对所述激光多普勒测速仪的在线标定结果。7.一种组合导航系统，包括惯性导航设备和激光多普勒测速仪，其特征在于，还包括如权利要求6所述的一种基于惯组的激光