專利名稱：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中跨音速段氣壓高度計(jì)和gps信息兩步融合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于跨音速段氣壓高度計(jì)和GPS兩步融合方法，能夠通過融合氣壓高度計(jì)和GPS的測量值，用于飛行器高度導(dǎo)航參數(shù)的確定，屬于導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛行高度信息的準(zhǔn)確與否對飛行器能否安全飛行起至關(guān)重要的作用。由于慣性系統(tǒng)的高度通道是不穩(wěn)定的，除了采取措施補(bǔ)償引力(或重力)加速度外，還要引入外部高度信息與慣性垂直通道信息進(jìn)行綜合，目前一般采用引入氣壓高度表或大氣數(shù)據(jù)中心等外部高度信息進(jìn)行阻尼，修正慣性高度?；诮?jīng)典控制理論設(shè)計(jì)的慣性/大氣阻尼系統(tǒng)，其本質(zhì)是慣導(dǎo)高度向大氣高度逼近。在飛行器進(jìn)行跨音速和俯沖段大機(jī)動任務(wù)飛行時，大氣測量誤差變化劇烈，嚴(yán)重影響慣性/大氣阻尼性能。高度通道性能嚴(yán)重滯后于飛行特性和任務(wù)特點(diǎn)日益多樣化的航空平臺及武器對慣導(dǎo)系統(tǒng)高度通道性能的需求，無法滿足飛行器在精密導(dǎo)航飛行階段的自主控制精確、安全可靠的高精度要求。傳統(tǒng)飛行器高度測量多采用氣壓高度計(jì)或者GPS分別測量飛行高度。氣壓高度計(jì)的短時精度較高，但會隨著大氣壓與溫度的變化而發(fā)生變化，隨時間的變長會產(chǎn)生較大的高度測量誤差。當(dāng)高度很高時，氣壓高度表的精度也會下降。GPS易受周圍建筑物和樹叢的遮擋而失效，在特殊時期由于受某些因素影響亦無法使用。因此，無論是GPS還是氣壓高度計(jì)，單獨(dú)進(jìn)行導(dǎo)航時所提供的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)都無法滿足飛行器在精密導(dǎo)航飛行階段的自主控制精確、安全可靠的高精度要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對進(jìn)行跨音速大機(jī)動任務(wù)飛行時，大氣測量誤差變化劇烈、嚴(yán)重影響傳統(tǒng)慣性/大氣阻尼性能的問題，提出一種跨音速段氣壓高度計(jì)和GPS彳目息兩步融合方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明一種慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中跨音速段氣壓高度計(jì)和GPS信息兩步融合方法，包括以下步驟第一步互補(bǔ)濾波融合；步驟(I )，航空機(jī)載氣壓高度計(jì)測量的高度hADS和GPS測量的高度信息hePS，經(jīng)過互補(bǔ)濾波器環(huán)節(jié)處理后進(jìn)行融合，得到融合后的高度hp為
權(quán)利要求
1.一種慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中跨音速段氣壓高度計(jì)和GPS信息兩步融合方法，其特征在于包括以下步驟 第一步互補(bǔ)濾波融合； 步驟(I )，航空機(jī)載氣壓高度計(jì)測量的高度hADS和GPS測量的高度信息hePS，經(jīng)過互補(bǔ)濾波器環(huán)節(jié)處理后進(jìn)行融合，得到融合后的高度hp為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中跨音速段氣壓高度計(jì)和GPS信息兩步融合方法，在進(jìn)行第一步互補(bǔ)濾波融合之前，還包括采用故障檢測與隔離算法判斷GPS傳感器是否有故障的步驟，具體如下 ①計(jì)算故障檢測函數(shù)λ(k)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中跨音速段氣壓高度計(jì)和GPS信息兩步融合方法，包括互補(bǔ)濾波和卡爾曼濾波，其中互補(bǔ)濾波采用大氣/GPS高度通道互補(bǔ)融合濾波，以消除氣壓高度值劇烈變化；卡爾曼濾波通過建立氣壓高度計(jì)/GPS/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)方程和量測方程，通過兩步融合最終得到慣性高度通道的狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)。本發(fā)明中氣壓高度計(jì)和GPS組成高度冗余和故障檢測隔離系統(tǒng)，可以有效提高飛信過程中特別是跨音速階段高度值得精度，為精確導(dǎo)航和飛行控制提供有力條件。
文檔編號G01C21/16GK102937449SQ201210401328
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者張旭, 熊智, 王融, 吳璇, 雷庭萬, 劉建業(yè), 方崢, 邵慧, 姚小松, 劉偉霞, 張承 申請人:南京航空航天大學(xué)