基于多矢量定姿的动基座最优化对准算法

摘要

针对车载捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)的传统动基座粗对准方法精度低且环境适应性差的问题,提出了一种基于多矢量定姿的动基座最优化粗对准算法。在传统的基于重力矢量的初始对准方法的基础上,将姿态矩阵求解问题转化成了Wahba问题,实现了对多个时刻重力矢量信息的充分利用,并通过SVD算法实现了对Wahba问题的求解。结合全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的输出信息和SINS输出信息,构建了状态方程和量测方程,采用Sage-Husa自适应滤波算法解决了量测噪声不准确的问题,不断修正载体系变换矩阵以获得更加精确的姿态转换矩阵。仿真和半物理实验表明,改进算法能够明显提高惯导系统在动基座下的姿态精度,转台实验对准方位误差小于0.05°。