專利名稱：一種閉環(huán)正向?yàn)V波結(jié)合反向平滑的pos后處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于POS (Position and Orientation System)的高精度位置姿態(tài)后處理方法。
背景技術(shù)：
POS對整個(gè)任務(wù)過程中的位置和姿態(tài)精度都有極高的要求，特別是長時(shí)間工作以后，慣性導(dǎo)航誤差短時(shí)間內(nèi)增長較快，系統(tǒng)的誤差模型逐漸不精確，導(dǎo)致系統(tǒng)的濾波效果變差，通常采用的正向Kalman濾波與反向R-T-S(Rauch-Tung-Striebel)平滑相結(jié)合的后處理方法無法解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度的位置姿態(tài)后處理方法，通過采用閉環(huán)實(shí)時(shí)反饋方法，設(shè)計(jì)合理的控制參數(shù)，有效抑制系統(tǒng)的誤差振蕩幅值，提高誤差模型的精確度，從而提高POS整個(gè)任務(wù)過程中的位置和姿態(tài)精度。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種閉環(huán)正向?yàn)V波結(jié)合反向平滑的POS后處理方法，是對POS的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理的方法，包括卡爾曼濾波的步驟，和反向R-T-S平滑的步驟，其中，在卡爾曼濾波的過程中，建立卡爾曼濾波模型的過程如下步驟1、使用二階系統(tǒng)模型對慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行描述；設(shè)計(jì)慣導(dǎo)系統(tǒng)水平通道成典型二階系統(tǒng)；
(I \V1 (^) = S1 +K1S + K2 +— g0(I)
V式中=KpK2是水平通道的兩個(gè)實(shí)時(shí)反饋控制系數(shù)；設(shè)計(jì)慣導(dǎo)系統(tǒng)垂向通道成典型二階系統(tǒng)；V； (^) = 52+C1^+ C2-^(2)
I Re J式中&、C2是垂向通道的兩個(gè)實(shí)時(shí)反饋控制系數(shù)；典型二階系統(tǒng)的特征方程為V(s) = s2 +2ξ wns+ W2n(3)根據(jù)POS系統(tǒng)事后處理過程對濾波調(diào)節(jié)周期和超調(diào)量的要求，確定ξ、wn ;接著按如下過程計(jì)算反饋控制系數(shù)；1、根據(jù)系統(tǒng)的性能要求確定濾波調(diào)節(jié)周期和超調(diào)量；2、根據(jù)調(diào)節(jié)周期和超調(diào)量，確定ξ、Wn ;3、分別將式(I)、⑵與式(3)進(jìn)行同系數(shù)對比，即得到公式(4)、(5)，按照公式
(4)、(5)解算得反饋控制系數(shù)1、K2、Q、C2 ;K1 = 2 ξ Wn
權(quán)利要求
1.一種閉環(huán)正向?yàn)V波結(jié)合反向平滑的POS后處理方法，是對POS的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理的方法，包括卡爾曼濾波的步驟，和反向R-T-S平滑的步驟，其特征在于在卡爾曼濾波的過程中，建立卡爾曼濾波模型的過程如下步驟1、使用二階系統(tǒng)模型對慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行描述；設(shè)計(jì)慣導(dǎo)系統(tǒng)水平通道成典型二階系統(tǒng)；
全文摘要
本發(fā)明屬于POS后處理方法，具體涉及一種閉環(huán)正向?yàn)V波結(jié)合反向平滑的POS后處理方法。目的是提供一種高精度的位置姿態(tài)后處理方法。包括卡爾曼濾波的步驟，和反向R-T-S平滑的步驟，其中，將正向Kalman濾波估計(jì)出的水平速度誤差和高度誤差，通過反饋控制參數(shù)實(shí)時(shí)反饋到慣性導(dǎo)航解算的輸入端，進(jìn)而抑制慣性速度和位置的發(fā)散，提高誤差模型的線性度，并在此基礎(chǔ)上對濾波估計(jì)量進(jìn)行反向R-T-S平滑，從而得到POS的高精度位置姿態(tài)后處理結(jié)果。優(yōu)點(diǎn)在于滿足POS的應(yīng)用需求，提供高精度的位置和姿態(tài)信息給相關(guān)圖像處理系統(tǒng)(例如包括雷達(dá)，或者相機(jī))等等。
文檔編號(hào)G01C21/16GK102997915SQ20111027304
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者周東靈, 李文耀, 尚克軍, 張勤拓, 扈光鋒, 周祖洋, 劉輝, 謝仕民, 邱宏波, 劉峰 申請人:北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所