基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)載體導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航 方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Inertial Navigation System，簡(jiǎn)稱INS)也稱作慣性參考系統(tǒng)，是 一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。其工作環(huán)境不僅包括空 中、地面，還可以在水下。INS的基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，通過測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體 在慣性參考系統(tǒng)的加速度，將該加速度對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，并將該加速度的積分結(jié)果變換到 導(dǎo)航坐標(biāo)系中，就能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息，因此，運(yùn)動(dòng)載體 在慣性參考系統(tǒng)中的加速度的測(cè)量，對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)起到重要的作用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，采用加速度計(jì)測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體的加速度，但是加速度計(jì)輸出的是比力， 比力既包括運(yùn)動(dòng)載體相對(duì)慣性空間的絕對(duì)加速度還包括有害加速度，因此，需要從加速度 計(jì)輸出的比力中補(bǔ)償?shù)粲泻铀俣葟亩@得載體相對(duì)慣性空間的絕對(duì)加速度，其中，有害 加速度包括重力加速度，一般采用重力模型所提供的正常重力加速度對(duì)加速度計(jì)的輸出結(jié) 果進(jìn)行重力加速度補(bǔ)償。
[0004] 但是，由于真實(shí)重力加速度與重力模型所提供的正常重力加速度存在偏差，因此， 采用現(xiàn)有技術(shù)所獲得的運(yùn)動(dòng)載體的絕對(duì)加速度不精確，從而導(dǎo)致了慣性導(dǎo)航精度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法及裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中 慣性導(dǎo)航精度低下的問題。
[0006] 本發(fā)明第一方面提供一種基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法，包括：
[0007] 接收導(dǎo)航請(qǐng)求，所述導(dǎo)航請(qǐng)求中包括運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)；
[0008] 根據(jù)所述導(dǎo)航請(qǐng)求，測(cè)量獲取所述運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng) 中的加速度；
[0009] 建立重力擾動(dòng)的卡爾曼狀態(tài)方程和量測(cè)方程，并獲取重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值；
[0010] 根據(jù)所述重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值，對(duì)所述加速度進(jìn)行補(bǔ)償處理，并根據(jù)補(bǔ)償后的 加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理。
[0011] 本發(fā)明第二方面提供一種基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置，包括：
[0012] 接收模塊，用于接收導(dǎo)航請(qǐng)求，所述導(dǎo)航請(qǐng)求中包括運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)；
[0013] 獲取模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)航請(qǐng)求，測(cè)量獲取所述運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體 在慣性參考系統(tǒng)中的加速度；
[0014] 所述獲取模塊還用于建立重力擾動(dòng)的卡爾曼狀態(tài)方程和量測(cè)方程，并獲取重力擾 動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值；
[0015] 導(dǎo)航模塊，用于根據(jù)所述重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值，對(duì)所述加速度進(jìn)行補(bǔ)償處理，并 根據(jù)補(bǔ)償后的加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理。
[0016] 本發(fā)明提供一種基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法及裝置，包括，接收導(dǎo)航請(qǐng)求， 導(dǎo)航請(qǐng)求中包括運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí);根據(jù)導(dǎo)航請(qǐng)求，測(cè)量獲取運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在 慣性參考系統(tǒng)中的加速度，建立重力擾動(dòng)的卡爾曼狀態(tài)方程和量測(cè)方程，并獲取重力擾動(dòng) 的最優(yōu)估計(jì)值;根據(jù)所述重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值，對(duì)所述加速度進(jìn)行補(bǔ)償處理，并根據(jù)補(bǔ)償 后的加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，這樣，可以實(shí)時(shí)地獲取運(yùn)動(dòng)載體重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì) 值，并對(duì)測(cè)量獲取的運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度進(jìn)行補(bǔ)償處 理，根據(jù)補(bǔ)償后的加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，提高了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實(shí)施例一的流程圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實(shí)施例二的流程圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實(shí)施例三的流程圖；
[0021] 圖4為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖6為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航裝置實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 圖1為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實(shí)施例一的流程圖，如圖1 所示，該方法包括：
[0026] 步驟101、接收導(dǎo)航請(qǐng)求，導(dǎo)航請(qǐng)求中包括運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)。
[0027] 在本實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)載體可以包括但并不限于以下幾種：汽車、飛機(jī)、潛艇等，其 中，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體具有唯一的標(biāo)識(shí)。
[0028] 步驟102、根據(jù)導(dǎo)航請(qǐng)求，測(cè)量獲取運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng) 中的加速度。
[0029] 在本實(shí)施例中，具體地，采用加速度計(jì)測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度。
[0030] 步驟103、建立重力擾動(dòng)的卡爾曼狀態(tài)方程和量測(cè)方程，并獲取重力擾動(dòng)的最優(yōu)估 計(jì)值。
[0031] 步驟104、根據(jù)重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值，對(duì)加速度進(jìn)行補(bǔ)償處理，并根據(jù)補(bǔ)償后的 加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理。
[0032]在本實(shí)施例中，重力擾動(dòng)是指空間中同一點(diǎn)實(shí)際重力加速度與正常重力加速度之 差，這樣根據(jù)重力模型所提供的正常重力加速度和重力擾動(dòng)可以獲取運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)際重力 加速度，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)際重力加速度對(duì)測(cè)量獲取的運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在 慣性參考系統(tǒng)中的加速度進(jìn)行補(bǔ)償處理。
[0033] 在本實(shí)施例中，接收導(dǎo)航請(qǐng)求，導(dǎo)航請(qǐng)求中包括運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí);根據(jù)導(dǎo)航請(qǐng)求，測(cè) 量獲取運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度，建立重力擾動(dòng)的卡爾曼 狀態(tài)方程和量測(cè)方程，并獲取重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值;根據(jù)重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值，對(duì)加速 度進(jìn)行補(bǔ)償處理，并根據(jù)補(bǔ)償后的加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，這樣，可以實(shí)時(shí)地獲取運(yùn) 動(dòng)載體重力擾動(dòng)的最優(yōu)估計(jì)值，并對(duì)測(cè)量獲取的運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考 系統(tǒng)中的加速度進(jìn)行補(bǔ)償處理，根據(jù)補(bǔ)償后的加速度，進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航處理，提高了慣性導(dǎo) 航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。
[0034] 圖2為本發(fā)明提供的基于重力實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膽T性導(dǎo)航方法實(shí)施例二的流程圖，如圖2 所示，該方法包括：
[0035]步驟201、接收導(dǎo)航請(qǐng)求，導(dǎo)航請(qǐng)求中包括運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)。
[0036] 在本實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)載體可以包括但并不限于以下幾種：汽車、飛機(jī)、潛艇等，其 中，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體具有唯一的標(biāo)識(shí)。
[0037] 步驟202、根據(jù)導(dǎo)航請(qǐng)求，測(cè)量獲取運(yùn)動(dòng)載體標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng) 中的加速度。
[0038] 在本實(shí)施例中，具體地，采用加速度計(jì)測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體在慣性參考系統(tǒng)中的加速度。 [0039]步驟203、采用公式（1)和(2)
[0040 ] x = Fsmx + w (1)