一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法与装置

摘要

本发明实施例提供了一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法与装置，首先将机载POS建模为分段定常系统，计算系统转移矩阵与量测矩阵。利用相邻时刻可观测性矩阵的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵。其次，提取机动对各状态量可观测度的影响因子，分别建立失准角、陀螺常值漂移及加速度计偏置等状态量的瞬间可观测度模型。最后，建立机载POS的机动耦合方程，确定提高各状态量可观测度的机动优化方式。该方法阐述了机动对瞬间可观测度的影响机理，分析了机载POS的机动耦合关系，提高了机载POS的各状态量可观测度。

说明书

技术领域

本发明涉及导航系统领域，具体涉及一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法与装置。

背景技术

作为一种特殊的惯性/卫星组合导航系统，机载POS是航空对地观测系统完成测绘任务必不可少的关键通用设备。它由高精度惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、POS计算机(POS ComputerSystem，PCS)、POS后处理软件四部分组成，为高分辨率航空遥感系统提供高频、高精度的时间、空间基准信息，通过运动误差补偿提高成像精度和效率，是实现高分辨率成像的关键。由IMU敏感载体的运动，将陀螺和加速度计的敏感信息转化为数字信息发送到PCS进行捷联解算，同时PCS接收GPS位置和速度信息，与捷联解算结果进行实时信息融合，将变化增量经过卡尔曼滤波器进行误差迭代运算，为成像载荷提供实时位置、速度和姿态信息。

在机载POS的系统模型中，可观测度是反映机载POS滤波精度及快速性的重要参数,一些状态量具有低可观测度，其估计精度不能满足成像载荷的需求；传统可观测度分析方法只能计算出特定机动方式下各状态量的可观测度,而机动方式仅凭经验设定，因此需要通过特定机动方式来提高各状态量的可观测度。

发明内容

本发明实施例提供一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法与装置，以期克服传统基于奇异值分解的可观测度分析方法的不足。

第一方面，本发明实施例提供一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法，包括：

将所述机载POS系统分解为分段定常系统；

建立机载POS系统的状态模型和量测模型，根据所述状态模型和所述量测模型计算所述分段定常系统的移矩阵F(j)与量测矩阵H(j)，其中j表示第j时间段；

通过所述转移矩阵F(j)和所述量测矩阵H(j)获取所述分段定常系统第j时间段对应的可观测度矩阵Q(j)；

根据相邻时刻可观测度矩阵Q(j)与Q(j+1)的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵Q(j+1)为第j+1时间段对应的可观测度矩阵；

根据所述瞬间可观测度矩阵建立机动对各预设状态量的瞬间可观测度模块，所述各预设状态量的瞬间可观测度模块分别表示机动对相应预设状态量的影响；

建立所述分段定常系统的机动耦合方程；

通过所述各预设状态量的瞬间可观测度模型和所述机动耦合方程分别确

定所述各预设状态量的可观测度的优化方法。

在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述建立机载POS系统的状态模型和量测模型包括：

基于捷联惯性导航系统误差方程，选取包含所述机载POS系统15维状态的状态向量X，

其中，φ＝[φ_E>N>U]^T为东、北、天向的系统失准角，δV＝[δV_E>N>U]^T为东、北、天向的系统速度误差，δP＝[δP_E>N>U]^T分别为东、北、天向的系统位置误差，ε＝[ε_xε_y>z]^T为陀螺常值漂移，为加速度计偏置；

选取SINS与GPS的速度之差、位置之差作为所述机载POS系统的量测量，获得量测向量：

Z＝[δV δP]

其中，：分别为导航坐标系n系下SINS、GPS的速度，分别为n系下SINS、GPS的位置。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述根据所述状态模型和所述量测模型计算所述分段定常系统的移矩阵F(j)与量测矩阵H(j)，包括：

根据所述X和所述Z建立所述分段定常系统下的状态模型X’和量测模型Z’：

W表示包括陀螺随机噪声与加速度计测量噪声的系统噪声，R表示量测噪声，G(j)表示系统噪声驱动阵，H(j)为量测矩阵；

由所述X’和Z’获得H(j)和F(j)，

其中，为机体系b系到导航坐标系n系的姿态转换矩阵,[fⁿ×]为n系下比力向量的反对称矩阵。

在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述根据相邻时刻可观测度举证Q(j)与Q(j+1)的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵包括：

对Q(j)的非零子矩阵q(j)和Q(j+1)的非零子矩阵q(j+1)进行线性变换，分别获得和

根据所述和的差分结果，建立所述瞬间可观测度矩阵

其中，[fⁿ×](j)、[fⁿ×](j+1)分别为第j时刻与第j+1时刻的比力，分别为第j时刻与第j+1时刻的姿态转移矩阵，Δ[fⁿ×](j+1)为比力变化和为姿态变化，I_3×3为单位矩阵。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述预设状态量包括：失准角，陀螺常值漂移和加速度计偏置。

在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述根据所述瞬间可观测度矩阵建立机动对各预设状态量的瞬间可观测度模块，包括：

通过对比力变化Δ[fⁿ×](j+1)和姿态变化进行分解，建立所述失准角、陀螺常值漂移和加速度计偏置的瞬间可观测度模型：

其中，Δf_E(j+1)、Δf_N(j+1)、Δf_U(j+1)分别是机体东、北、天向的比力变化，分别是所述机体沿x、y、z轴向的转动角速度。

在第一方面的第五种可能的实施方式中，所述机动耦合方程为机动引起的姿态变化与比力变化Δ[fⁿ×](j+1)之间的耦合关系；

建立所述分段定常系统的机动耦合方程，包括：

根据机载POS系统机动时的前向速度与转动角速度，建立所述机动耦合方程：

式中：Δ[fⁿ×](j+1)为第j+1时刻的比力变化，V为所述机载POS系统的前向速度。

第二方面，本发明实施例还提供一种优化机载POS系统可观测度的装置，包括：分解模块，用于将所述机载POS系统分解为分段定常系统；

计算模块，用于建立机载POS系统的状态模型和量测模型，根据所述状态模型和所述量测模型计算所述分段定常系统的移矩阵F(j)与量测矩阵H(j)，其中j表示第j时间段；

获取模块，用于通过所述转移矩阵F(j)和所述量测矩阵H(j)获取所述分段定常系统第j时间段对应的可观测度矩阵Q(j)；

第一建立模块，用于根据相邻时刻可观测度矩阵Q(j)与Q(j+1)的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵Q(j+1)为第j+1时间段对应的可观测度矩阵；

第二建立模块，用于根据所述瞬间可观测度矩阵建立机动对各预设状态量的瞬间可观测度模块，所述各预设状态量的瞬间可观测度模块分别表示机动对相应预设状态量的影响；

第三建立模块，用于建立所述分段定常系统的机动耦合方程；

确定模块，用于通过所述各预设状态量的瞬间可观测度模型和所述机动耦合方程分别确定所述各预设状态量的可观测度的优化方法。

本发明实施例提供的基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法采用分段定常系统的可观测性分析方法，建立瞬间可观测度模型，揭示机动方式对可观测度的影响规律，确定提高各状态量的优化机动方式，解决了传统方法中机动方式凭经验设定的问题，提高了滤波的精度与快速性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法的机动耦合示意图；

图3是本发明实施例提供的一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的机载POS系统参考坐标系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清查、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序和先后次序。应该理解这样使用的数据在适当的情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例例如能够以除了在这里图示或者描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚的列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品、或设备固有的其他步骤或单元。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法的一个实施例流程示意图，本发明实施例提供的一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法，包括：

101、将所述机载POS系统分解为分段定常系统；

传统基于奇异值分解的可观测度分析方法只能计算出特定机动方式下各状态量的可观测度，本发明提供一种基于瞬间可观测度模型的机载POS系统机动优化的方法，即本发明将机载POS系统划分成多个时间段，在每个时间段将系统近似为线性定场地系统，综合分析这个近似的分段定常系统就可得出原时变系统的可观测性分析。

在机载POS的应用中，为提高各状态量的可观测度，飞机在进入工作阶段之前会进行一系列的机动，机动方式多种多样，大致包括飞机加速机动、减速机动、转弯机动、抖翼机动等，特定条件下进行“8”字机动。

102、建立机载POS系统的状态模型和量测模型，根据所述状态模型和所述量测模型计算所述分段定常系统的转移矩阵F(j)与量测矩阵H(j)，F(j+1)和量测矩阵H(j+1)，其中j表示第j时间段，j+1表示第j+1时间段；

具体的，建立机载POS系统的状态模型和量测模型包括：

基于捷联惯性导航系统误差方程，选取所述机载POS系统的多维的状态模型X，

其中，φ＝[φ_E>N>U]^T为东、北、天向的系统失准角，δV＝[δV_E>N>U]^T为东、北、天向的系统速度误差，δP＝[δP_E>N>U]^T分别为东、北、天向的系统位置误差，ε＝[ε_xε_y>z]^T为陀螺常值漂移，为加速度计偏置；

选取SINS与GPS的速度之差、位置之差作为所述机载POS系统的量测量，获取量测向量Z，

Z＝[δV δP]

其中，：分别为导航坐标系n系下SINS、GPS的速度，分别为n系下SINS、GPS的位置。

需要说明的是，在本发明中状态模型也可称为状态向量或状态方程，量测模型也可称为量测向量或量测方程。

在获得机载POS系统的状态模型X和量测模型Z后，可将X和Z分别转换为分段定常系统下的状态模型X’和量测模型Z’，

具体的，根据所述状态模型和所述量测模型计算所述分段定常系统的移矩阵F(j)与量测矩阵H(j)，包括：

根据所述X和所述Z建立所述分段定常系统下的状态模型X’和量测模型Z’：

W表示包括陀螺随机噪声与加速度计测量噪声的系统噪声，R表示量测噪声，G(j)表示系统噪声驱动阵，H(j)为量测矩阵；

由所述X’和Z’获得H(j)和F(j)，

其中，为机体系b系到导航坐标系n系的姿态转换矩阵,[fⁿ×]为n系下比力向量的反对称矩阵。

同理，也可根据状态模型和量测模型获得转移矩阵F(j+1)和量测矩阵H(j+1)，j+1为分段定常系统的第j+1时间段。

103、通过所述转移矩阵F(j)和所述量测矩阵H(j)获取所述分段定常系统第j时间段对应的可观测度矩阵Q(j)；

同理，通过转移矩阵F(j+1)和量测矩阵H(j+1)获取分段定常系统第j+1时间段对应的可观测度矩阵Q(j+1)。

104、根据相邻时刻可观测度矩阵Q(j)与Q(j+1)的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵Q(j+1)为第j+1时间段对应的可观测度矩阵；

具体包括：对Q(j)的非零子矩阵q(j)和Q(j+1)的非零子矩阵q(j+1)进行线性变换，分别获得和

根据所述和的差分结果，建立所述瞬间可观测度矩阵

其中，[fⁿ×](j)、[fⁿ×](j+1)分别为第j时刻与第j+1时刻的比力，分别为第j时刻与第j+1时刻的姿态转移矩阵，Δ[fⁿ×](j+1)为比力变化和为姿态变化，I_3×3为单位矩阵。

105、根据所述瞬间可观测度矩阵建立机动对各预设状态量的瞬间可观测度模型，所述各预设状态量的瞬间可观测度模型分别表示机动对相应预设状态量的影响；

在本发明中，预设状态量包括：失准角，陀螺常值漂移和加速度计偏置，但不限于这三类。

106、建立所述分段定常系统的机动耦合方程；

在本发明中，机载POS系统机动时的前向速度与转动角速度，反应机动引起的姿态变化与比例变化之间的耦合关系，可根据捷联解算中的姿态微分方程获得机动耦合方程。

107、通过所述各预设状态量的瞬间可观测度模型和所述机动耦合方程分别确定所述各预设状态量的可观测度的优化方法。

本发明分段定常系统可观测性分析方法是将线性时变系统划分成多个时间段，在每个时间将系统近似为线性定常系统，综合分析这个近似的分段线性定常系统就可得出原时变系统的可观测性。根据分段定常系统可观测性分析方法的性质，时间段的排列次序并不影响系统最终的可观测性，且重复前面某一时间段的系列观测，不影响系统的可观测性。基于以上分析，利用相邻时刻可观测性矩阵的差分结果，构建优化机动方式，提高滤波的精度及快速性。

下面以一具体实施例进行详细描述，请参阅图2，图2为本发明提供的基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法另一实施例，主要包括：

201、根据捷联惯性导航系统误差模型及量测模型，采用分段定常系统的可观测性分析方法，建立分段定常系统的瞬间可观测度矩阵

基于捷联惯性导航系统误差方程，选取机载POS系统模型的15维状态变量，从而构建机载POS系统的状态模型X：

式中：φ＝[φ_E>N>U]^T为东、北、天向的系统失准角，δV＝[δV_E>N>U]^T为东、北、天向的系统速度误差，δP＝[δP_E>N>U]^T分别为东、北、天向的系统位置误差，ε＝[ε_xε_y>z]^T为陀螺常值漂移，为加速度计偏置。

选取捷联惯导系统(Strapdown inertial navigation system，SINS)与GPS的速度之差、位置之差作为机载POS的系统量测量，量测向量可表示为：

Z＝[δV δP] (2)

式(2)中：分别为导航坐标系(n系)下SINS、GPS的速度，分别为n系下SINS、GPS的位置。

采用分段定常系统的可观测性分析方法，将机载POS建模为分段定常系统，状态方程X’与量测方程Z’表示为：

式(3)中：j表示第j时间段，且系数矩阵在每个时间段内是不变的，W表示包括陀螺随机噪声与加速度计测量噪声的系统噪声，R表示量测噪声，G(j)表示系统噪声驱动阵，H(j)为量测矩阵，可表示为：

系统转移矩阵F(j)可表示为：

式(5)中：为机体系(b系)到n系的姿态转换矩阵，[fⁿ×]为n系下比力向量的反对称矩阵。

由于机载POS的速度远小于地球曲率半径，即V_E>N>U＜＜R_N+h≈R_M+h，由速度引起的位置指令速度对各状态量可观测度的贡献很小，因此忽略此项的影响，式(5)中的子矩阵可以表示为：

其中，ω_ie为地球自转角速率，为n系下ω_ie的反对称矩阵，h、L分别表示为高度与纬度。将式(6)-(11)代入式(5)，则系统转移矩阵F(j)可表示为：

可观测度是反映滤波精度与快速性的重要参数，根据式(3)，状态向量和量测向量之间的关系可表示为：

[Z Z⁽¹⁾>(n-1)]^T＝[H^T(j)>T>n-1(j)]^T]^TX

＝Q(j)X

(13)

式(13)中，[Z Z⁽¹⁾>(n-1)]^T由量测向量及其导数组成。

矩阵Q(j)为第j时刻的可观测度矩阵，将系统转移矩阵F(j)及量测矩阵H(j)代入Q(j)：

式(14)中，i＝3,4,…,15，[fⁿ×](j)与分别表示第j时间段的[fⁿ×]与q(j)为可观测性矩阵Q(j)的非零子矩阵。为利用前后时刻Q(j)的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵，需获取第j+1时刻的可观测性矩阵Q(j+1)：

式(15)中：q(j+1)为可观测性矩阵Q(j+1)的非零子矩阵。

由于地球自转角速率数量级为10^-5，相比机载POS的机动，它对于可观测度的贡献很小，因此在Q(j)的分析中被忽略。机载POS的机动在Q(j)与Q(j+1)中被量测为比力[fⁿ×]、姿态矩阵其变化量Δ[fⁿ×]与是提高可观测度的重要因素，因此，为分析机动方式对可观测度的影响机理，一个瞬间可观测度矩阵被定义为:

式(16)中，[fⁿ×](j+1)与分别表示第j+1时刻的[fⁿ×]与经过线性行变换，q(j)与q(j+1)分别写为与式中相同行变换为零行，且这些零行对提高各状态量的可观测度无贡献。利用构造一个新的瞬间可观测度矩阵：

202、根据步骤201中的分段定常系统的瞬间可观测度矩阵提取机动方式对失准角、陀螺常值漂移及加速度计偏置的可观测度影响因子及分别建立失准角瞬间可观测度模型、陀螺常值漂移瞬间可观测度模型及加速度计偏置瞬间可观测度模型。

机载POS滤波估计模型中静态条件下具有低可观测度的状态量包括天向失准角φ_U、x与y轴向的加速度计偏置z轴向的陀螺常值漂移ε_z，为分析机动方式对这些状态量可观测度的影响机理，建立一种基于瞬间可观测度矩阵的瞬间可观测度模型，首先将瞬间可观测度矩阵进行简化：

式(18)中，分别为机动方式对失准角、陀螺常值漂移及加速度计偏置的可观测度影响因子。利用捷联解算中姿态微分方程将每个影响因子进行分解，建立瞬间可观测度模型：

式(19)-(21)中，Δf_E(j+1)、Δf_N(j+1)、Δf_U(j+1)分别是机体东、北、天向的比力变化，分别是机体沿x、y、z轴向的转动角速度。由式(19)-(21)可得瞬间可观测度模型：

需要说明的是，第j时间段、第j+1时间段也可以为第j时刻、第j+1时刻；本发明中的“天向”相对来说的。

203、根据步骤202中的失准角瞬间可观测度、陀螺常值漂移瞬间可观测度模型及加速度计偏置瞬间可观测度模型，揭示机动方式对各状态量可观测度的影响规律，建立机载POS的机动耦合方程，确定提高各状态量可观测度的机动优化方式。

机载POS通过运动误差补偿提高航空遥感系统成像精度和效率，其补偿过程中的机体前向速度远大于侧滑速度。如图2所示，机体系下的速度可表示为V^b＝[0>T，其导航坐标系(n系)下的速度可分别表示为和根据比力产生的原理，则有：

式(23)中，表示第j+1时刻的姿态转移矩阵的一阶导数。根据捷联解算中的姿态微分方程机载POS的机动耦合方程可写为：

由式(24)看出，在机载POS特定应用背景下，机体前向速度数值较大，航向转动与俯仰转动均可产生比力变化Δfⁿ(j+1)。在机载POS的系统模型中，无机动条件下具有低可观测度的状态量包括天向失准角、z轴陀螺常值漂移、x轴加速度计偏置及y轴加速度计偏置，因此需要设计优化机动方式以提高各状态量的可观测度，提高各状态量的估计精度。

根据式(22)中的及式(24)，提高天向失准角可观测度的优化机动方式包括东向加速、北向加速、航向转动及俯仰转动。根据式(22)中的及式(24)，提高z轴陀螺常值漂移可观测度的优化机动方式包括东向加速、北向加速、航向转动、俯仰转动及横滚转动。根据式(22)中及式(24)，提高x轴加速度计偏置的优化机动方式包括航向转动、横滚转动；提高z轴加速度计偏置的优化机动方式包括航向转动、俯仰转动。

由上可见，本发明实施例提供的一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化方法，通过将机载POS系统转换为分段定常系统，利用分段定常系统的可观测性分析方法的性质，如利用相邻时刻可观测性矩阵的差分结果构建机动量测瞬间变化量，建立系统瞬间可观测度模型确定优化机动方式，提高滤波的精度及快速性。

本发明实施例还提供一种基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化装置，请参阅图3所示，该装置包括：

分解模块31，用于将所述机载POS系统分解为分段定常系统；

计算模块32，用于建立机载POS系统的状态模型和量测模型，根据所述状态模型和所述量测模型计算所述分段定常系统的移矩阵F(j)与量测矩阵H(j)，其中j表示第j时间段；

获取模块33，用于通过所述转移矩阵F(j)和所述量测矩阵H(j)获取所述分段定常系统第j时间段对应的可观测度矩阵Q(j)；

第一建立模块34，用于根据相邻时刻可观测度矩阵Q(j)与Q(j+1)的差分结果，建立瞬间可观测度矩阵Q(j+1)为第j+1时间段对应的可观测度矩阵；

第二建立模块35，用于根据所述瞬间可观测度矩阵建立机动对各预设状态量的瞬间可观测度模块，所述各预设状态量的瞬间可观测度模块分别表示机动对相应预设状态量的影响；

第三建立模块36，用于建立所述分段定常系统的机动耦合方程；

确定模块37，用于通过所述各预设状态量的瞬间可观测度模型和所述机动耦合方程分别确定所述各预设状态量的可观测度的优化方法。

其中，计算模块32具体用于，基于捷联惯性导航系统误差方程，选取包含所述机载POS系统15维状态的状态向量X，

其中，φ＝[φ_E>N>U]^T为东、北、天向的系统失准角，δV＝[δV_E>N>U]^T为东、北、天向的系统速度误差，δP＝[δP_E>N>U]^T分别为东、北、天向的系统位置误差，ε＝[ε_xε_y>z]^T为陀螺常值漂移，为加速度计偏置；

选取SINS与GPS的速度之差、位置之差作为所述机载POS系统的量测量，获得量测向量：

Z＝[δV δP]

其中，：分别为导航坐标系n系下SINS、GPS的速度，分别为n系下SINS、GPS的位置。

进一步的，计算模块32具体用于，根据所述X和所述Z获得所述分段定常系统下的状态模型X’和量测模型Z’：

W表示包括陀螺随机噪声与加速度计测量噪声的系统噪声，R表示量测噪声，G(j)表示系统噪声驱动阵，H(j)为量测矩阵；

由所述X’和Z’获得H(j)和F(j)，

其中，为机体系b系到导航坐标系n系的姿态转换矩阵,[fⁿ×]为n系下比力向量的反对称矩阵。

其中，第一建立模块34具体用于，对Q(j)的非零子矩阵q(j)和Q(j+1)的非零子矩阵q(j+1)进行线性变换，分别获得和

根据所述和的差分结果，建立所述瞬间可观测度矩阵

其中，[fⁿ×](j)、[fⁿ×](j+1)分别为第j时刻与第j+1时刻的比力，分别为第j时刻与第j+1时刻的姿态转移矩阵，Δ[fⁿ×](j+1)为比力变化和为姿态变化，I_3×3为单位矩阵。

在本发明的实施例中，述预设状态量包括：失准角，陀螺常值漂移和加速度计偏置。

第二建立模块35具体用于，通过对比力变化Δ[fⁿ×](j+1)和姿态变化进行分解，建立所述失准角、陀螺常值漂移和加速度计偏置的瞬间可观测度模型：

其中，Δf_E(j+1)、Δf_N(j+1)、Δf_U(j+1)分别是机体东、北、天向的比力变化，分别是所述机体沿x、y、z轴向的转动角速度。

由上可见，本发明实施例提供的基于瞬间可观测度模型的机载POS机动优化装置，由装置中的分解模块将机载POS系统分解转换为分段定常系统，从而利用分段定常系统的可观测性分析方法，由第一建立模块建立瞬间可观测度模型/矩阵，由第二建立模块建立各状态量的瞬间可观测度模型，由瞬间可观测度模型揭示机动方式对可观测度的影响规律，加上机载POS系统的机动耦合方程，优化确定对模块确定提高各状态量的机动优化方式，解决了传动机动方式凭经验设定的问题，提高了滤波的精度与快速性。

需要说明的是，在本发明中所说的天向是相对地理坐标系来说的，参见图4所示，地理坐标系的三个轴向定义为东向、北向及天向，坐标系原点为当前位置点，正东方向及正北方向分别定义为x、y轴；天向为z轴，其延长线经过地心。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种流程中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

同时，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的优化机载POS系统可观测度的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对交互的本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。