Improved fast backtracking alignment approch for strapdown inertial navigation system

He H Y , Xu J N , Li J S , et al. Improved fast backtracking alignment approach for strapdown inertial navigation system[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2015, 23(2):179-183.

捷联惯导系统改进回溯快速对准方法

海军工程大学、许江宁老师
摘要部分见原文

0、介绍

SINS对准的目的是……。对准分成了两个阶段：……。粗对准是一种解析对准，它的精度不高，因为没有考虑量测误差和其他一些噪声项。然而，粗对准的精度对于误差模型中所需要的小角度近似确实足够的。如今，有两种主要的自对准方法：利用解析粗对准结果的卡尔曼滤波精对准；和罗经对准技术。上述两种方法都存在速度与高精度之间的矛盾。为了解决这个问题，文献[6-9] 提出了一种回溯罗经对准方法，在这些方法中，IMU数据被记录下来用于重复解算，因此缩短了对准时间。然而，罗经对准的粗对准的误差相对较大。因此罗经回路收敛的很慢。所需记录的数据的体积和回溯解算执行时间需要大量的时间才能取得高精度的对准。文献[10-11] 提出了基于优化的对准方法。这些方法被看作是粗对准方法，因为这个过程仅仅时确定了姿态矩阵并没有估计传感器的误差，但是这个过程的优势是它的快速性和保证一个较高的精度。这种方法的另一个优点是三个姿态角同时逐渐收敛。 然而，由于没有考虑到陀螺仪/加速度计偏置的存在，算法中的水平角以及偏航存在缓慢的上升趋势。

本文提出了一种快速回溯对准方法，基于优化的粗对准和回溯罗经对准。优化的粗对准在一小段数据上执行，在这个阶段，三个姿态角快速地收敛到它们的精确值。然后，回溯罗经对准用来得到精确的对准。和传统的对准方法相比，提出的方法科技极大地减少对准时间。和回溯罗经对准相比，提出的方法可以有效地减少执行回溯的次数和所需记录的数据的体积。

Ⅰ、回溯导航算法

Ⅱ、改进的快速回溯对准

罗经对准的粗对准误差相对较大。因此罗经回路缓慢地收敛。所需数据的体积和执行回溯导航的次数需要足够大才能取得较高的精度。为了提高粗对准的快速性和精度，采用了一种优化对准算法，优化对准算法的主要思路……。

Ⅲ、实验结果

Ⅳ、结论