一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法及装置与流程

1.本发明属于激光陀螺惯导技术领域，尤其涉及一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法及装置。


背景技术：

2.在惯性传感器件中，激光陀螺具有随机漂移小，动态范围宽，启动速度快、可靠性高等特点，受到惯性导航领域的高度重视，但现有中单个激光陀螺已满足不了惯性传感器件的精度要求。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法及装置，提高了系统精度。
4.本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法，包括：根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。
5.上述冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法中，加权矩阵通过如下公式得到：
6.z＝diag(z1,z2,...zn)；
7.其中λi为第i个激光陀螺的零偏稳定性，z为加权矩阵，zi为第i个激光陀螺的权重，λ
p
为第p个激光陀螺的零偏稳定性，p和i均为激光陀螺的编号，n为激光陀螺的数量。
8.上述冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法中，融合数据通过如下公式得到：
9.b＝(h
t
·
z-1
·
h)-1
·ht
·
z-1
·
(m
·
k-1-d
·
t)；
10.其中，b为融合后的系统输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间，z为加权矩阵。
11.一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统，包括：融合模块，用于根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。
12.上述冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统中，加权矩阵通过如下公式得到：
13.z＝diag(z1,z2,...zn)；
14.其中λi为第i个激光陀螺的零偏稳定性，z为加权矩阵，zi为第i个激光陀螺的权重，λ
p
为第p个激光陀螺的零偏稳定性，p和i均为激光陀螺的编号，n为激光陀螺的数量。
15.上述冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统中，融合数据通过如下公式得到：
16.b＝(h
t
·
z-1
·
h)-1
·ht
·
z-1
·
(m
·
k-1-d
·
t)；
17.其中，b为融合后的系统输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间，z为加权矩阵。
18.一种电子设备，包括：存储器：用于存储计算机可读指令；以及处理器：用于运行所述计算机可读指令，执行冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法。
20.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
21.本发明提高了系统精度。
附图说明
22.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
23.图1是本发明实施例提供的冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法的流程图。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.图1是本发明实施例提供的冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法的流程图。如图1所示，该冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法包括：根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。
26.冗余激光陀螺惯导系统中的激光陀螺的数量为n(n＞3)，根据系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合，以提高系统的测量精度。
27.加权矩阵通过如下公式得到：
28.z＝diag(z1,z2,...zn)；
29.其中λi为第i个激光陀螺的零偏稳定性，z为加权矩阵，zi为第i个激光陀螺的权重，λ
p
为第p个激光陀螺的零偏稳定性，p和i均为激光陀螺的编号，n为激光陀螺的数量。
30.测量方程为：
[0031][0032]
其中，b为输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间。
[0033]
最小二乘后的融合数据通过如下公式得到：
[0034]
b＝(h
t
·
z-1
·
h)-1
·ht
·
z-1
·
(m
·
k-1-d
·
t)；
[0035]
其中，b为融合后的系统输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间，z为加权矩阵。
[0036]
本实施例还提供了一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统，该系统包括：融合模块，用于根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。
[0037]
上述实施例中，加权矩阵通过如下公式得到：
[0038]
z＝diag(z1,z2,...zn)；
[0039]
其中λi为第i个激光陀螺的零偏稳定性，z为加权矩阵，zi为第i个激光陀螺的权重，λ
p
为第p个激光陀螺的零偏稳定性，p和i均为激光陀螺的编号，n为激光陀螺的数量。
[0040]
上述实施例中，融合数据通过如下公式得到：
[0041]
b＝(h
t
·
z-1
·
h)-1
·ht
·
z-1
·
(m
·
k-1-d
·
t)；
[0042]
其中，b为融合后的系统输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间，z为加权矩阵。
[0043]
本实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器：用于存储计算机可读指令；以及处理器：用于运行所述计算机可读指令，执行冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法。
[0044]
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法。
[0045]
本实施例通过冗余陀螺数据融合算法，提高了系统精度。
[0046]
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法，其特征在于包括：根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。2.根据权利要求1所述的冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法，其特征在于：加权矩阵通过如下公式得到：z＝diag(z1,z2,...z
n
)；其中，z
i
为第i个激光陀螺的权重，i＝1、2、...、n。3.根据权利要求2所述的冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法，其特征在于：第i个激光陀螺的权重z
i
为：其中，λ
i
为第i个激光陀螺的零偏稳定性，z为加权矩阵，λ
p
为第p个激光陀螺的零偏稳定性，p和i均为激光陀螺的编号，n为激光陀螺的数量。4.根据权利要求1所述的冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法，其特征在于：融合数据通过如下公式得到：b＝(h
t
·
z-1
·
h)-1
·
h
t
·
z-1
·
(m
·
k-1-d
·
t)；其中，b为融合后的系统输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间，z为加权矩阵。5.一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统，其特征在于包括：融合模块，用于根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。6.根据权利要求5所述的冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统，其特征在于：加权矩阵通过如下公式得到：z＝diag(z1,z2,...z
n
)；其中，z
i
为第i个激光陀螺的权重，i＝1、2、...、n。7.根据权利要求6所述的冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统，其特征在于：第i个激光陀螺的权重z
i
为：其中，λ
i
为第i个激光陀螺的零偏稳定性，z为加权矩阵，λ
p
为第p个激光陀螺的零偏稳定性，p和i均为激光陀螺的编号，n为激光陀螺的数量。8.根据权利要求6所述的冗余激光陀螺惯导系统数据融合系统，其特征在于：融合数据通过如下公式得到：b＝(h
t
·
z-1
·
h)-1
·
h
t
·
z-1
·
(m
·
k-1-d
·
t)；其中，b为融合后的系统输出角度矩阵，h为测量系统传感器的测量矩阵；m为系统的测量输出矩阵；k为标定因子矩阵，d为零偏矩阵，t为采样时间，z为加权矩阵。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器：用于存储计算机可读指令；以及
处理器：用于运行所述计算机可读指令，执行如权利要求1～4中任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现权利要求1～4中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种冗余激光陀螺惯导系统数据融合方法及装置，其中，该方法包括：根据冗余激光陀螺惯导系统的测量方程和加权矩阵，对所有激光陀螺的输出数据进行融合得到融合数据。本发明提高了系统精度。本发明提高了系统精度。本发明提高了系统精度。


技术研发人员：梁浩
受保护的技术使用者：北京航天时代激光导航技术有限责任公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/10/19