[发明专利]一种高精度SINS模拟器的设计方法

摘要

本发明提供了一种高精度SINS模拟器的设计方法，涉及捷联惯导系统的仿真领域。所述方法包括：利用高精度载波相位差分GNSS与中等精度IMU融合的组合导航算法，结合Kalman滤波的部分反馈修正和三次样条拟合方法，生成平滑的轨迹参数，再通过推导SINS反演算法实现了惯性器件的模拟采样仿真，反演算法中充分考虑了姿态圆锥误差和速度划船误差的补偿。这样设计出的SINS模拟器具有极高的精度性能和良好的频率特性，满足高精度SINS对数据源仿真精度和频率复杂性的要求。

主权项

1.一种高精度捷联惯导系统SINS模拟器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、由实际捷联惯导原始数据，即陀螺角增量Δθm和加速度计速度增量Δvm，进行捷联惯导更新算法，推算获得当前时刻的惯导姿态、速度和位置信息；S2、利用高精度GPS与捷联惯导构成组合导航系统，进行Kalman滤波，估计捷联惯导误差；S3、根据Kalman滤波估计的捷联惯导误差，使用部分反馈修正方法修正所述当前时刻的惯导姿态、速度和位置信息，得到精确并且平滑的姿态、速度和位置组合导航参数；所述部分反馈修正方法为：其中，为捷联惯导算法的经度，λ_m为部分反馈修正后的经度输出；为Kalman滤波器的经度误差估计值，为经过部分反馈修正后的残余估计值；α∈[0，1]为计算修正权重的系数因子；S4、对姿态和位置组合导航参数作三次样条函数拟合，获得分段连续的轨迹函数，即姿态函数A(t)和位置函数p(t)，由位置函数p(t)微分并乘以相应系数得到速度函数vn(t)；S5、对轨迹函数A(t)、vn(t)和p(t)作等间隔插值，得到离散的轨迹序列，即姿态序列Ak、速度序列和位置序列pk；S6、根据联惯导航反演算法进行惯性器件模拟，即获得陀螺角增量Δθk和加速度计速度增量Δvk模拟采样序列。