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公开(公告)号：CN110595503A
公开(公告)日：2019-12-20
申请号：CN201910718946.4
申请日：2019-08-05
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的SINS捷联惯性导航系统晃动基座自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型，设计了李群最优估计方法确定导航所需要的初始姿态矩阵。本发明采用李群最优估计算法直接对初始姿态矩阵进行最优估计，从而将初始姿态估计问题转化为SO(3)群的最优估计问题，实现了SINS的一步直接自对准，大幅度缩短了对准时间；避免了传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题，有效提高了对准精度；避免了李群滤波方法中由于加性误差和计算误差产生的无法保证旋转矩阵正交性的问题。本发明在实际工程中具有实用价值。
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公开(公告)号：CN110926499B
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN201910996472.X
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的SINS捷联惯性导航系统晃动基座自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型。并利用李群的左乘不变性以及李群与李代数之间的指数映射对状态相关误差进行等效变换，建立等效的状态无关李代数滤波方程，再通过等效方程对初始姿态进行估计。本发明将李群模型下的状态相关噪声等效为李代数下的状态无关噪声，相比于传统的李群模型，建立了更为精确的李群线性对准模型，避免传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题。本方法大幅度缩短了对准时间，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN109931957A
公开(公告)日：2019-06-25
申请号：CN201910224807.6
申请日：2019-03-24
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于LGMKF的SINS捷联惯性导航系统自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型，设计了LGMKF方法确定导航所需要的初始姿态矩阵。本发明采用LGMKF算法直接对初始姿态矩阵进行最优估计，从而将初始姿态估计问题转化为SO(3)群的最优估计问题，不仅实现了SINS的一步直接自对准，大幅度缩短了对准时间，并能够避免传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题，有效提高了对准精度，在实际工程中具有实用价值。
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公开(公告)号：CN110926499A
公开(公告)日：2020-03-27
申请号：CN201910996472.X
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的SINS捷联惯性导航系统晃动基座自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型。并利用李群的左乘不变性以及李群与李代数之间的指数映射对状态相关误差进行等效变换，建立等效的状态无关李代数滤波方程，再通过等效方程对初始姿态进行估计。本发明将李群模型下的状态相关噪声等效为李代数下的状态无关噪声，相比于传统的李群模型，建立了更为精确的李群线性对准模型，避免传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题。本方法大幅度缩短了对准时间，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN109931955A
公开(公告)日：2019-06-25
申请号：CN201910200910.7
申请日：2019-03-18
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于状态相关李群滤波的捷联惯性导航初始对准方法，使用李群和李代数描述载体的姿态，建立模型，将初始对准问题转化成姿态估计问题进行对准。SVD分解法是基于最小二乘原理的数学解算方法，无法考虑到观测矢量中的噪声项，解算过程包含了大量噪声信息，在实际环境当中干扰较大，惯性单元噪声很难统计造成数值解算精度大幅下降。由于模型线性化时带来的误差导致估计精度下降。四元数滤波算法的精度优于数值解算的方法，然而构建四元数量测方程时需要也需要对模型进行线性变换对滤波结果的精度和收敛速度都有影响。本发明提出的方法基于李群直接对量测模型进行建模不需要线性化，并且考虑到状态相关不确定噪声对系统的影响。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110595503B
公开(公告)日：2021-01-15
申请号：CN201910718946.4
申请日：2019-08-05
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的SINS捷联惯性导航系统晃动基座自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型，设计了李群最优估计方法确定导航所需要的初始姿态矩阵。本发明采用李群最优估计算法直接对初始姿态矩阵进行最优估计，从而将初始姿态估计问题转化为SO(3)群的最优估计问题，实现了SINS的一步直接自对准，大幅度缩短了对准时间；避免了传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题，有效提高了对准精度；避免了李群滤波方法中由于加性误差和计算误差产生的无法保证旋转矩阵正交性的问题。本发明在实际工程中具有实用价值。
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公开(公告)号：CN109931957B
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN201910224807.6
申请日：2019-03-24
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于LGMKF的SINS捷联惯性导航系统自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型，设计了LGMKF方法确定导航所需要的初始姿态矩阵。本发明采用LGMKF算法直接对初始姿态矩阵进行最优估计，从而将初始姿态估计问题转化为SO(3)群的最优估计问题，不仅实现了SINS的一步直接自对准，大幅度缩短了对准时间，并能够避免传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题，有效提高了对准精度，在实际工程中具有实用价值。
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公开(公告)号：CN110702143A
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201910996482.3
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群描述的SINS捷联惯性导航系统动基座快速初始对准方法，该方法采用李群描述代替传统的四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立线性初始对准模型，并将陀螺漂移作为增广状态量建立增广的初始对准模型，然后采用矩阵形式的卡尔曼滤波算法实现对初始姿态矩阵和陀螺仪常值漂移的同步估计。本发明将陀螺仪常值漂移作为增广量，相比于传统的初始对准模型，建立了更为精确的增广的线性对准模型。本发明的对准方法不仅可以实现SINS的一步直接对准，而且大幅度缩短了对准时间，便于对捷联解算过程出现的误差进行补偿，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN112229421B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202010973054.1
申请日：2020-09-16
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的捷联惯性导航晃动基座粗对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型。并根据李代数的物理定义，利用预测向量与观测向量向量乘积的方向和预测向量与观测向量之间的夹角来计算误差李代数。利用SO(3)群与李代数之间的映射关系对初始旋转矩阵进行补偿。该方法避免了避免TRIAD方法需要非共线矢量观测的缺点提高了对准速度，并且不存在基于Wahba问题的方法存在的非凸问题，提高了对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN110702143B
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN201910996482.3
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群描述的SINS捷联惯性导航系统动基座快速初始对准方法，该方法采用李群描述代替传统的四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立线性初始对准模型，并将陀螺漂移作为增广状态量建立增广的初始对准模型，然后采用矩阵形式的卡尔曼滤波算法实现对初始姿态矩阵和陀螺仪常值漂移的同步估计。本发明将陀螺仪常值漂移作为增广量，相比于传统的初始对准模型，建立了更为精确的增广的线性对准模型。本发明的对准方法不仅可以实现SINS的一步直接对准，而且大幅度缩短了对准时间，便于对捷联解算过程出现的误差进行补偿，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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