[发明专利]一种星敏感器/光纤惯性设备量测数据同步方法

摘要

本发明公开了一种星敏感器/光纤惯性设备量测数据同步方法，包括以下步骤：(1)采集星敏感器输出的星敏感器坐标系相对于惯性坐标系的姿态四元数q；(2)采用单片机获取陀螺仪与星敏感器同步时间差；(3)利用步骤(2)获得的同步时间差Δt，通过外推算法获得陀螺输出的姿态四元数(4)利用(1)、(3)步骤中所给出的星敏感器输出数据q和陀螺数据构造误差四元数δq，建立系统模型；(5)对步骤(4)建立的系统模型应用异步滤波算法进行滤波估计；(6)进行数据融合，得到高精度速度，位置和姿态。本发明采用外推算法、异步滤波算法，有效解决了星敏感器输出延迟问题，获取陀螺数据与星敏感器数据同步值，提高了数据融合精度和滤波精度。

主权项

1.一种星敏感器/光纤惯性设备量测数据同步方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集星敏感器输出的星敏感器坐标系相对于惯性坐标系的姿态四元数q；(2)采用单片机获取陀螺仪与星敏感器同步时间差：将星敏感器光学成像和陀螺输出的方波信号送入单片机，并利用单片机内部的定时器，定时器在陀螺数据到来时刻开始清零计时，当星敏感器光学成像信号到来时，定时器的时间即为陀螺与星敏感器同步时间差Δt；(3)利用步骤(2)获得的同步时间差Δt，通过外推算法获得陀螺输出的姿态四元数(4)利用(1)、(3)步骤中所给出的星敏感器输出数据q和陀螺数据构造误差四元数δq，以误差四元数矢量部分δe作为量测量，并以误差四元数矢量部分δe、陀螺常值漂移b_c和随机漂移b_r为状态量，建立系统模型；(5)对步骤(4)建立的系统模型应用一种时间更新与量测更新分离的异步滤波算法进行滤波估计；(6)将步骤(5)估计出的陀螺常值漂移和随机漂移补偿给t+M·T～t+2M·T时间段内的陀螺输出，以后每个M·T时间段内均按照上述步骤进行数据融合，按照常规方法完成惯导系统的误差校正，得到高精度速度，位置和姿态。