本發(fā)明屬于信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種加速度計漂移實時補償方法，可用于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS，如北斗BD、GPS、GLONASS等，具有全天候，全球覆蓋，定速定時高精度，快速省時高效率，應(yīng)用廣泛等優(yōu)點。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS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)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進(jìn)行積分，且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息，具有不依賴環(huán)境條件如氣象、地形等，導(dǎo)航系統(tǒng)不易受干擾等優(yōu)點，但是誤差會積累，造成輸出精度變低，系統(tǒng)產(chǎn)生漂移等。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心器件是加速度計和陀螺儀，利用它們的輸出進(jìn)行坐標(biāo)變換和積分可解算出航跡。這兩種器件的輸出都會漂移，而積分運算又會將漂移造成的干擾累積，使得干擾問題進(jìn)一步嚴(yán)重。

目前比較常用的慣導(dǎo)系統(tǒng)漂移修正方法是零速校正，即確定陀螺儀漂移和加速度計測量誤差模型的參數(shù)，從而確定在慣導(dǎo)工作時按照陀螺儀漂移和加速度計測量誤差模型消除部分誤差。但是通過轉(zhuǎn)臺等對平臺慣導(dǎo)進(jìn)行標(biāo)定，步驟繁瑣，費時長，效率低，而且標(biāo)定時反復(fù)開關(guān)機會造成電機負(fù)載波動、有損壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于GNSS的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度計漂移實時補償方法，以縮短檢測時長，提高效率，延長電機壽命。

技術(shù)方案

本發(fā)明是根據(jù)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS輸出信息的導(dǎo)航定位信息，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度計漂移進(jìn)行實時補償，其實現(xiàn)步驟包括如下：

S1.獲取慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS輸出的X軸方向加速度信號a_x1和Y軸方向加速度信號a_y1，并在上一時刻t₀到當(dāng)前時刻t₁內(nèi)對加速度信號進(jìn)行積分，計算當(dāng)前時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向速度值v_x1和Y軸方向速度值v_y1；

S2.獲取全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS當(dāng)前時刻t₁的定位信息(x₁，y₁)與上一時刻t₀輸出的定位信息(x₀，y₀)，計算全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的X軸方向速度值v_x和Y軸方向速度值v_y；

S3.計算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值a_x與Y軸方向加速度漂移值a_y：

S31)根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS測得的速度值v_x1與v_y1和全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS測得的速度值v_x和v_y，得到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向速度變化斜率v_xd與Y軸方向速度變化斜率v_yd：

S32)對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向速度變化斜率v_xd與Y軸方向速度變化斜率v_yd進(jìn)行求導(dǎo)，計算t₀到t₁時間段內(nèi)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值a_x與Y軸方向加速度漂移值a_y；

S4.計算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值變化斜率a_xd與Y軸方向加速度漂移值變化斜率a_yd；

S5.利用S4的結(jié)果分別對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS在下一時刻t₂的X軸方向加速度值a_x2和Y軸方向加速度值a_y2進(jìn)行補償，得到補償后的X軸方向加速度值和Y軸方向加速度值

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明由于通過計算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS加速度計的漂移值來進(jìn)行補償，無需確定加速度計測量誤差模型的參數(shù)來消除部分誤差，步驟簡單，效率高；

2、本發(fā)明由于通過計算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS正常持續(xù)工作時的參數(shù)進(jìn)行補償，無需反復(fù)開關(guān)機，能延長慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的電機的使用壽命；

3、本發(fā)明由于引入全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的實時導(dǎo)航信息，誤差累積小，精度高，實時性好。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的GNSS的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)圖；

圖2為本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖。

具體實施方式

參照圖1，本發(fā)明使用的GNSS的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，包括GNSS接收機1，INS慣性測量單元2，速度解算模塊3，積分模塊4，速度斜率計算模塊5，微分模塊6，漂移值變化率計算模塊7和漂移補償模塊8。GNSS接收機模塊1接收衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信息并輸出至速度解算模塊3；速度解算模塊3接收GNSS接收機1輸出的導(dǎo)航定位信息，計算GNSS接收機1的當(dāng)前速度，并輸出至速度斜率計算模塊5；INS慣性測量單元2將當(dāng)前時刻的加速度信息輸出至積分模塊4；積分模塊4將INS慣性測量單元2的加速度信息進(jìn)行積分，計算INS慣性測量單元2的當(dāng)前速度，并輸出至速度斜率計算模塊5；速度斜率計算模塊5分別接收速度解算模塊3和積分模塊4輸出的速度值，計算INS慣性測量單元2速度變化的斜率，并輸出至微分模塊6；微分模塊6對INS慣性測量單元2速度變化的斜率進(jìn)行微分，計算出INS慣性測量單元2加速度計的漂移值，并將該漂移值輸出至漂移值變化率計算模塊7；漂移值變化率計算模塊7根據(jù)INS慣性測量單元2加速度計的漂移值計算上一時刻到當(dāng)前時刻內(nèi)INS慣性測量單元2加速度漂移值的變化率，并輸出至漂移補償模塊8；漂移補償模塊8計算當(dāng)前時刻到下一時刻INS慣性測量單元2加速度的漂移值，輸出至INS慣性測量單元2，對下一時刻INS慣性測量單元2的加速度值進(jìn)行補償。

參照圖2，本發(fā)明基于上述系統(tǒng)對慣性導(dǎo)航加速度計漂移進(jìn)行實時補償?shù)姆椒ǎ鋵崿F(xiàn)步驟如下：

步驟1，獲取當(dāng)前時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的加速度。

分別采集慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的在X軸方向加速度計和Y軸方向加速度計的輸出值，得到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS輸出的X軸方向加速度a_x1和Y軸方向加速度a_y1。

步驟2，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的加速度進(jìn)行積分。

2.1)在上一時刻t₀到當(dāng)前時刻t₁內(nèi)，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度a_x1進(jìn)行積分，得到當(dāng)前時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向速度值v_x1：

2.2)在上一時刻t₀到當(dāng)前時刻t₁內(nèi)，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向加速度a_y1進(jìn)行積分，得到當(dāng)前時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向速度值v_y1：

步驟3，獲取全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的導(dǎo)航定位信息。

采集全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS輸出至慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS經(jīng)緯度信息，得到全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS當(dāng)前時刻t₁的導(dǎo)航定位信息(x₁，y₁)與上一時刻t₀的導(dǎo)航定位信息(x₀，y₀)。

步驟4，計算全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的速度值。

4.1)根據(jù)將全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS在當(dāng)前時刻t₁的X軸方向的導(dǎo)航定位信息x₁與在上一時刻t₀的X軸方向的導(dǎo)航定位信息x₀的差值，與當(dāng)前時刻t₁與上一時刻t₀的差值，得到全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的X軸方向速度值v_x:

4.2)根據(jù)將全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS在當(dāng)前時刻t₁的Y軸方向的導(dǎo)航定位信息y₁與在上一時刻t₀的Y軸方向的導(dǎo)航定位信息y₀的差值，及當(dāng)前時刻t₁與上一時刻t₀的差值，得到全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS的Y軸方向速度值v_y:

步驟5，計算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的速度變化值。

5.1)根據(jù)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS在當(dāng)前時刻t₁的X軸方向速度值v_x與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS在當(dāng)前時刻t₁的X軸方向速度值v_x1的差值，及當(dāng)前時刻t₁與上一時刻t₀的差值，得到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向速度變化斜率v_xd：

5.2)根據(jù)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS在當(dāng)前時刻t₁的Y軸方向速度值v_y與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS在當(dāng)前時刻t₁的Y軸方向速度值v_y1之差，及當(dāng)前時刻t₁與上一時刻t₀的差值，得到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向速度變化斜率v_yd：

步驟6，計算慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的加速度漂移值。

6.1)對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向速度變化斜率v_xd進(jìn)行微分，得到上一時刻t₀到當(dāng)前時刻t₁時間段內(nèi)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值a_x：

6.2)對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向速度變化斜率v_yd進(jìn)行微分，得到上一時刻t₀到當(dāng)前時刻t₁時間段內(nèi)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向加速度漂移值a_y：

步驟7，計算當(dāng)前時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的加速度漂移值的變化率。

7.1)將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值a_x，比上當(dāng)前時刻t₁與上一時刻t₀的差值，得到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值變化斜率a_xd：

7.2)將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向加速度漂移值a_y，比上當(dāng)前時刻t₁與上一時刻t₀的差值，得到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向加速度漂移值變化斜率a_yd：

步驟8，計算下一時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的加速度漂移值。

8.1)根據(jù)當(dāng)前時刻INS的X軸方向加速度漂移值的變化率a_xd計算出下一時刻t₂導(dǎo)航系統(tǒng)INS的X軸方向加速度漂移值

8.2)根據(jù)當(dāng)前時刻INS的Y軸方向加速度漂移值的變化率a_yd，計算出下一時刻t₂w導(dǎo)航系統(tǒng)INS的Y軸方向加速度漂移值

步驟9，對下一時刻慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS的加速度進(jìn)行補償。

9.1)利用步驟8得到的X軸方向加速度漂移值對性導(dǎo)航系統(tǒng)INS在下一時刻t₂的X軸方向加速度值a_x2進(jìn)行補償，得到補償后的X軸方向加速度值

9.2)利用步驟8得到的Y軸方向加速度漂移值對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS在下一時刻t₂的Y軸方向加速度值a_y2進(jìn)行補償，得到補償后的Y軸方向加速度值

以上描述僅是本發(fā)明的一個具體實例，顯然對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本發(fā)明內(nèi)容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。