CN115235460B - 基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法及系统 - Google Patents

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CN115235460B CN202210731456.XA CN202210731456A CN115235460B CN 115235460 B CN115235460 B CN 115235460B CN 202210731456 A CN202210731456 A CN 202210731456A CN 115235460 B CN115235460 B CN 115235460B
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Abstract

本发明公开了一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法及系统。方法包括：S1、判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出；S2、判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。本发明同时具备无阻尼惯导解算和阻尼惯导解算，阻尼切换方便，可避免阻尼切换过程引起的超调振荡；阻尼惯导解算在无阻尼惯导解算外部完成，解算过程以及结果不影响无阻尼惯导解算，以输出校正形式实现了反馈校正效果，扩大了算法的工程适用范围。

Description

基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法及系统
技术领域
本发明涉及导航技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法及系统。
背景技术
导航的准确性和可靠性对海上航行至关重要。受海洋环境的限制，导航主要依靠INS/DVL/GNSS。在强干扰或水下时，无法使用GNSS，只能依靠INS/DVL导航。当船舶在深海航行时，DVL的速度信息是相对于水的。由于洋流流速难以实时精确建模和测量，组合导航滤波算法缺乏准确的流速观测，滤波效果不佳。
相比之下，阻尼算法对外部参考速度要求较低。可以证明，当参考速度没有恒定偏差时，阻尼算法等价于卡尔曼滤波算法。当参考速度具有一定偏差时，阻尼算法性能较好。然而，当外部参考速度误差变化较大时，阻尼算法并不有效。为了保证导航的可靠性，传统的措施是切断舒勒回路的阻尼，以保持惯导系统的精度。当外部参考速度误差变化较小时，外部参考速度由无阻尼切换为有阻尼。在变阻尼时刻，舒勒回路会出现较大的超调振荡，影响阻尼效果。传统的阻尼算法不适用于极区，船舶进出极区时，需要在传统导航算法和极区算法之间进行切换，开关过程会影响阻尼过程的连续性和一致性。为此，有必要开发一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法及系统，以克服现有技术所存在的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法，该方法基于无阻尼惯导解算模型和阻尼惯导解算模型实现，所述无阻尼惯导解算模型的输入为加表和陀螺采样值，无阻尼惯导解算模型的输出为纯惯导解算的速度、位置和姿态，所述阻尼惯导解算模型的输入为纯惯导解算的速度、位置和反馈的阻尼速度、位置，阻尼惯导解算模型的输出是按惯导解算频率更新的速度、高度，所述阻尼惯导解算模型中阻尼环节包括高度阻尼和速度阻尼，所述高度阻尼的输入为外部参考高度和按惯导解算频率更新的高度，高度阻尼的输出为阻尼高度，所述速度阻尼的输入为外部参考速度和按惯导解算频率更新的速度，速度阻尼的输出阻尼速度和法向量，所述法向量和阻尼高度合成为阻尼位置，该方法包括以下步骤：
S1、判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出；
S2、判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。
进一步地，所述阻尼位置的合成公式为
Figure BDA0003713674270000021
D为阻尼。
进一步地，在阻尼环节中，若有外部参考速度时，阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA0003713674270000022
式中，
Figure BDA0003713674270000023
表示阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000024
表示阻尼速度的微分，
Figure BDA0003713674270000025
表示载体坐标系到地球坐标系的方向余弦矩阵，
Figure BDA0003713674270000026
表示比力，
Figure BDA0003713674270000027
表示地球自转角速度，
Figure BDA0003713674270000028
表示阻尼重力，
Figure BDA0003713674270000029
表示外部参考速度，C是速度阻尼函数，符号上带～表示为观测值；
在无阻尼惯导解算模型中，无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA00037136742700000210
式中，
Figure BDA00037136742700000211
表示无阻尼速度，
Figure BDA00037136742700000212
表示无阻尼速度的微分，
Figure BDA00037136742700000213
表示无阻尼速度，
Figure BDA00037136742700000214
表示无阻尼重力；
阻尼速度的微分方程减去无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA00037136742700000215
Figure BDA00037136742700000216
令
Figure BDA00037136742700000217
是串联校正网络传递函数，式中
Figure BDA00037136742700000218
则阻尼速度公式为：
Figure BDA00037136742700000219
式中，tk-1表示前一时刻，tk表示当前时刻；
选取Q为相位滞后-超前串联校正网络，
Figure BDA00037136742700000220
ε为阻尼比，ωs为舒勒周期频率。
进一步地，在阻尼环节中，若无外部参考速度时，阻尼速度按惯导解算频率更新，其微分方程为：
Figure BDA00037136742700000221
在无阻尼惯导解算模型中，无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA00037136742700000222
阻尼速度的微分方程减去无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA0003713674270000031
两边积分，得：
Figure BDA0003713674270000032
式中，
Figure BDA0003713674270000033
为当前阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000034
为前一时刻阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000035
为当前无阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000036
为前一时刻无阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000037
为当前阻尼位置，
Figure BDA0003713674270000038
为前一时刻阻尼位置，
Figure BDA0003713674270000039
为当前无阻尼位置，
Figure BDA00037136742700000310
为前一时刻无阻尼位置，
Figure BDA00037136742700000311
为当前阻尼重力，
Figure BDA00037136742700000312
为前一时刻阻尼重力，
Figure BDA00037136742700000313
为当前时刻无重力，
Figure BDA00037136742700000314
前一时刻阻尼重力；
阻尼速度初始值
Figure BDA00037136742700000315
计算：
Figure BDA00037136742700000316
阻尼位置初始值计算：
Figure BDA00037136742700000317
根据阻尼位置初始值
Figure BDA00037136742700000318
计算阻尼重力初始值
Figure BDA00037136742700000319
将
Figure BDA00037136742700000320
和
Figure BDA00037136742700000321
代入阻尼速度公式，求得阻尼速度更新值
Figure BDA00037136742700000322
阻尼位置更新值：
Figure BDA00037136742700000323
根据阻尼位置更新值
Figure BDA00037136742700000324
计算
Figure BDA00037136742700000325
将更新值
Figure BDA00037136742700000326
和
Figure BDA00037136742700000327
作为tk时刻按惯导解算频率更新的阻尼速度和阻尼位置。
本发明还提供一种根据上述的基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法的系统，该系统基于无阻尼惯导解算模型和阻尼惯导解算模型实现，所述无阻尼惯导解算模型的输入为加表和陀螺采样值，无阻尼惯导解算模型的输出为纯惯导解算的速度、位置和姿态，所述阻尼惯导解算模型的输入为纯惯导解算的速度、位置和反馈的阻尼速度、位置，阻尼惯导解算模型的输出是按惯导解算频率更新的速度、高度，所述阻尼惯导解算模型中阻尼环节包括高度阻尼和速度阻尼，所述高度阻尼的输入为外部参考高度和按惯导解算频率更新的高度，高度阻尼的输出为阻尼高度，所述速度阻尼的输入为外部参考速度和按惯导解算频率更新的速度，速度阻尼的输出阻尼速度和法向量，所述法向量和阻尼高度合成为阻尼位置，该系统包括：
第一判断模块，用于判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出；
第二判断模块，用于判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明同时具备无阻尼惯导解算和阻尼惯导解算，阻尼切换方便，可避免阻尼切换过程引起的超调振荡；阻尼惯导解算在无阻尼惯导解算外部完成，解算过程以及结果不影响无阻尼惯导解算，以输出校正形式实现了反馈校正效果，扩大了算法的工程适用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法中阻尼系统的框图。
图2是本发明中虚拟圆球法向量示意图。
图3是本发明基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
参阅图1所示，本实施例公开了一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法，该方法基于无阻尼惯导解算模型和阻尼惯导解算模型实现，无阻尼惯导解算模型的输入为加表和陀螺采样值，无阻尼惯导解算模型的输出为纯惯导解算的速度、位置和姿态，其中，纯惯导(纯惯性导航)是只有惯性导航一个系统解算出的位置、速度和姿态(非组合导航)；阻尼惯导解算在纯惯导的基础上加入了外部参考值，阻尼惯导解算模型的输入为纯惯导解算的速度、位置和反馈的阻尼速度、位置，阻尼惯导解算模型的输出是按惯导解算频率更新的速度、高度，阻尼惯导解算模型中阻尼环节包括高度阻尼和速度阻尼，高度阻尼的输入为外部参考高度和按惯导解算频率更新的高度，高度阻尼的输出为阻尼高度，速度阻尼的输入为外部参考速度和按惯导解算频率更新的速度，速度阻尼的输出阻尼速度和法向量，法向量和阻尼高度合成为阻尼位置，该方法包括以下步骤：
步骤S1、判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出。
步骤S2、判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。
所述阻尼位置的合成公式为
Figure BDA0003713674270000051
D为阻尼。
法向量位置模型的建立和法向量的位置表示方法如图2所示，由载体对应参考椭球位置的卯酉圈构造一个虚拟圆球，其球心为对应卯酉圈的圆心，圆球半径为卯酉圈半径RE与大地高度h之和。
法向量η＝[ηx ηy ηz]T是虚拟圆球球心指向载体位置的单位矢量，实质上也就是当地水平面法向量在地球坐标系下的投影，用来表征载体的水平位置。大地高度h即载体位置相对地球椭球模型表面的高程，表征载体的垂直位置。在此模型下，用包含法向量的四元组Pη＝[ηx ηy ηz h]T代替经纬高表示载体位置，避免了位置表示的奇异性问题。基于法向量位置模型的惯性导航机械编排方案形式更简洁、实现更简便并且适用于全球。
水平通道的姿态、速度以及位置误差微分方程式为：
Figure BDA0003713674270000052
其中，φe为姿态角误差矢量，
Figure BDA0003713674270000053
为水平速度误差矢量，δη为法向量误差矢量，
Figure BDA0003713674270000054
为角速度误差矢量。
当系统无外部参考高度输入时，则上式的解析解在δha＝δh的条件下包含随时间增长的指数项
Figure BDA0003713674270000055
因此纯惯性导航系统的垂直通道是不稳定的，需要对垂直通道进行阻尼。在静基座的垂直通道中引入参考高度进行反馈补偿,使系统闭环稳定从而抑制高度发散。可以得到经过阻尼后垂直通道的高度和速度的误差微分方程为：
Figure BDA0003713674270000056
式中uD1与k2D是引入的反馈，即：
Figure BDA0003713674270000061
其中k1D与k2D为反馈系数。由于计深仪测量高度ha＝htrue+δha，导航计算高度h＝htrue+δh，因此δh-δha等价于计算高度与参考高度之差h-ha。
本实施例中，在阻尼环节中，若有外部参考速度时，阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA0003713674270000062
式中，
Figure BDA0003713674270000063
表示阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000064
表示阻尼速度的微分，
Figure BDA0003713674270000065
表示载体坐标系到地球坐标系的方向余弦矩阵，
Figure BDA0003713674270000066
表示比力，
Figure BDA0003713674270000067
表示地球自转角速度，
Figure BDA0003713674270000068
表示阻尼重力，
Figure BDA0003713674270000069
表示外部参考速度，C是速度阻尼函数，符号上带～表示为观测值。
在无阻尼惯导解算模型中，无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA00037136742700000610
式中，
Figure BDA00037136742700000611
表示无阻尼速度，
Figure BDA00037136742700000612
表示无阻尼速度的微分，
Figure BDA00037136742700000613
表示无阻尼速度，
Figure BDA00037136742700000614
表示无阻尼重力。
阻尼速度的微分方程减去无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA00037136742700000615
Figure BDA00037136742700000616
令
Figure BDA00037136742700000617
是串联校正网络传递函数，式中
Figure BDA00037136742700000618
则阻尼速度公式为：
Figure BDA00037136742700000619
式中，tk-1表示前一时刻，tk表示当前时刻。
选取Q为相位滞后-超前串联校正网络，
Figure BDA00037136742700000620
ε为阻尼比，ωs为舒勒周期频率。
在阻尼环节中，若无外部参考速度时，阻尼速度按惯导解算频率更新，其微分方程为：
Figure BDA00037136742700000621
在无阻尼惯导解算模型中，无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA00037136742700000622
阻尼速度的微分方程减去无阻尼速度的微分方程为：
Figure BDA0003713674270000071
两边积分，得：
Figure BDA0003713674270000072
式中，
Figure BDA0003713674270000073
为当前阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000074
为前一时刻阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000075
为当前无阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000076
为前一时刻无阻尼速度，
Figure BDA0003713674270000077
为当前阻尼位置，
Figure BDA0003713674270000078
为前一时刻阻尼位置，
Figure BDA0003713674270000079
为当前无阻尼位置，
Figure BDA00037136742700000710
为前一时刻无阻尼位置，
Figure BDA00037136742700000711
为当前阻尼重力，
Figure BDA00037136742700000712
为前一时刻阻尼重力，
Figure BDA00037136742700000713
为当前时刻无重力，
Figure BDA00037136742700000714
前一时刻阻尼重力。
阻尼速度初始值计算：
Figure BDA00037136742700000715
阻尼位置初始值计算：
Figure BDA00037136742700000716
根据阻尼位置初始值
Figure BDA00037136742700000717
计算
Figure BDA00037136742700000718
将
Figure BDA00037136742700000719
和
Figure BDA00037136742700000720
代入阻尼速度公式，求得阻尼速度更新值
Figure BDA00037136742700000721
阻尼位置更新值：
Figure BDA00037136742700000722
根据阻尼位置更新值
Figure BDA00037136742700000723
计算
Figure BDA00037136742700000724
将更新值
Figure BDA00037136742700000725
和
Figure BDA00037136742700000726
作为tk时刻按惯导解算频率更新的阻尼速度和阻尼位置。
本实施例采用北极科学考察的船载实际导航数据对阻尼算法进行仿真实验，并与纯惯导方法和传统外速度阻尼方法进行了对比。这段数据采用GPS数据作为参考真值，横向位置误差和定位误差均采用归一化误差，从起始位置(56.99°N,174.1°E)开始，经过72小时穿越180度经线运动至(71.37°N,169.5°W)。
测试结果表明，该算法能够避免极区进出切换的不连续，具有全局适用性，并能有效抑制苏勒周期误差。与传统方法相比，该方法在阻尼切换过程中没有超调振荡，可提高长航时的导航精度，可靠性高。
实施例二
参阅图3所示，本实施例还提供一种根据上述的基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法的系统，该系统基于无阻尼惯导解算模型和阻尼惯导解算模型实现，所述无阻尼惯导解算模型的输入为加表和陀螺采样值，无阻尼惯导解算模型的输出为纯惯导解算的速度、位置和姿态，所述阻尼惯导解算模型的输入为纯惯导解算的速度、位置和反馈的阻尼速度、位置，阻尼惯导解算模型的输出是按惯导解算频率更新的速度、高度，所述阻尼惯导解算模型中阻尼环节包括高度阻尼和速度阻尼，所述高度阻尼的输入为外部参考高度和按惯导解算频率更新的高度，高度阻尼的输出为阻尼高度，所述速度阻尼的输入为外部参考速度和按惯导解算频率更新的速度，速度阻尼的输出阻尼速度和法向量，所述法向量和阻尼高度合成为阻尼位置，该系统包括：第一判断模块1，用于判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出；第二判断模块2，用于判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法，其特征在于，该方法基于无阻尼惯导解算模型和阻尼惯导解算模型实现，所述无阻尼惯导解算模型的输入为加表和陀螺采样值，无阻尼惯导解算模型的输出为纯惯导解算的速度、位置和姿态，所述阻尼惯导解算模型的输入为纯惯导解算的速度、位置和反馈的阻尼速度、位置，阻尼惯导解算模型的输出是按惯导解算频率更新的速度、高度，所述阻尼惯导解算模型中阻尼环节包括高度阻尼和速度阻尼，所述高度阻尼的输入为外部参考高度和按惯导解算频率更新的高度，高度阻尼的输出为阻尼高度，所述速度阻尼的输入为外部参考速度和按惯导解算频率更新的速度，速度阻尼的输出为阻尼速度和法向量，所述法向量和阻尼高度合成为阻尼位置，该方法包括以下步骤：
S1、判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出；
S2、判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。
2.根据权利要求1所述的基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法，其特征在于，所述阻尼位置的合成公式为
Figure FDA0004077446600000011
D为阻尼。
3.根据权利要求1所述的基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法，其特征在于，在阻尼环节中，若有外部参考速度时，阻尼速度的微分方程为：
Figure FDA0004077446600000012
式中，
Figure FDA0004077446600000013
表示阻尼速度，
Figure FDA0004077446600000014
表示阻尼速度的微分，
Figure FDA0004077446600000015
表示载体坐标系到地球坐标系的方向余弦矩阵，
Figure FDA0004077446600000016
表示比力，
Figure FDA0004077446600000017
表示地球自转角速度，
Figure FDA0004077446600000018
表示阻尼重力，
Figure FDA0004077446600000019
表示外部参考速度，C是速度阻尼函数，符号上带～表示为观测值；
在无阻尼惯导解算模型中，无阻尼速度的微分方程为：
Figure FDA00040774466000000110
式中，
Figure FDA00040774466000000111
表示无阻尼速度，
Figure FDA00040774466000000112
表示无阻尼速度的微分，
Figure FDA00040774466000000113
表示无阻尼重力；
阻尼速度的微分方程减去无阻尼速度的微分方程为：
Figure FDA00040774466000000114
Figure FDA00040774466000000115
令
Figure FDA00040774466000000116
是串联校正网络传递函数，式中
Figure FDA00040774466000000117
则阻尼速度公式为：
Figure FDA0004077446600000021
式中，tk-1表示前一时刻，tk表示当前时刻；
选取Q为相位滞后-超前串联校正网络，
Figure FDA0004077446600000022
ε为阻尼比，ωs为舒勒周期频率。
4.根据权利要求1所述的基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法，其特征在于，在阻尼环节中，若无外部参考速度时，阻尼速度按惯导解算频率更新，其微分方程为：
Figure FDA0004077446600000023
在无阻尼惯导解算模型中，无阻尼速度的微分方程为：
Figure FDA0004077446600000024
阻尼速度的微分方程减去无阻尼速度的微分方程为：
Figure FDA0004077446600000025
两边积分，得：
Figure FDA0004077446600000026
式中，
Figure FDA0004077446600000027
为当前阻尼速度，
Figure FDA0004077446600000028
为前一时刻阻尼速度，
Figure FDA00040774466000000227
为当前无阻尼速度，
Figure FDA0004077446600000029
为前一时刻无阻尼速度，
Figure FDA00040774466000000210
为当前阻尼位置，
Figure FDA00040774466000000211
为前一时刻阻尼位置，
Figure FDA00040774466000000212
为当前无阻尼位置，
Figure FDA00040774466000000213
为前一时刻无阻尼位置，
Figure FDA00040774466000000214
为当前阻尼重力，
Figure FDA00040774466000000215
为前一时刻阻尼重力，
Figure FDA00040774466000000216
为当前时刻无重力，
Figure FDA00040774466000000217
前一时刻阻尼重力；
Figure FDA00040774466000000218
表示阻尼速度，
Figure FDA00040774466000000219
表示阻尼速度的微分，
Figure FDA00040774466000000220
表示载体坐标系到地球坐标系的方向余弦矩阵，
Figure FDA00040774466000000221
表示比力，
Figure FDA00040774466000000222
表示地球自转角速度，
Figure FDA00040774466000000223
表示阻尼重力，
Figure FDA00040774466000000224
表示外部参考速度，C是速度阻尼函数，符号上带～表示为观测值；
阻尼速度初始值
Figure FDA00040774466000000225
计算：
Figure FDA00040774466000000226
阻尼位置初始值计算：
Figure FDA0004077446600000031
根据阻尼位置初始值
Figure FDA0004077446600000032
计算阻尼重力初始值
Figure FDA0004077446600000033
将
Figure FDA0004077446600000034
和
Figure FDA0004077446600000035
代入阻尼速度公式，求得阻尼速度更新值
Figure FDA0004077446600000036
阻尼位置更新值：
Figure FDA0004077446600000037
根据阻尼位置更新值
Figure FDA0004077446600000038
计算
Figure FDA0004077446600000039
将更新值
Figure FDA00040774466000000310
和
Figure FDA00040774466000000311
作为tk时刻按惯导解算频率更新的阻尼速度和阻尼位置。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的基于法向量位置模型的船舶惯导容错阻尼方法的系统，其特征在于，该系统基于无阻尼惯导解算模型和阻尼惯导解算模型实现，所述无阻尼惯导解算模型的输入为加表和陀螺采样值，无阻尼惯导解算模型的输出为纯惯导解算的速度、位置和姿态，所述阻尼惯导解算模型的输入为纯惯导解算的速度、位置和反馈的阻尼速度、位置，阻尼惯导解算模型的输出是按惯导解算频率更新的速度、高度，所述阻尼惯导解算模型中阻尼环节包括高度阻尼和速度阻尼，所述高度阻尼的输入为外部参考高度和按惯导解算频率更新的高度，高度阻尼的输出为阻尼高度，所述速度阻尼的输入为外部参考速度和按惯导解算频率更新的速度，速度阻尼的输出为阻尼速度和法向量，所述法向量和阻尼高度合成为阻尼位置，该系统包括：
第一判断模块，用于判断外部参考速度的误差变化是否大于第一预设值，若是则从阻尼惯导解算模型切换至无阻尼惯导解算模型，由无阻尼惯导解算模型输出；
第二判断模块，用于判断外部参考速度的误差变化是否小于第二预设值，若是则继续使用无阻尼惯导解算模型输出，直至重新阻尼的舒勒回路恢复稳定再切换阻尼惯导解算模型输出。
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