CN117109571A - 导航误差快速收敛方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种导航误差快速收敛方法、装置、电子设备及存储介质，涉及航天器控制技术领域，其中方法包括：确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。本方案，能够实现导航误差的快速收敛。
Description
技术领域
本发明实施例涉及航天器控制技术领域，特别涉及一种导航误差快速收敛方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
跨空域飞行器是一种能在太空环境和大气层内可穿梭的飞行器。飞行器在跨空域飞行期间先后经历的空域为：进入黑障区之前的空域、位于黑障区内的空域、从黑障区飞出之后的空域。整个跨空域飞行过程中，飞行器采用GNSS（Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星系统）导航和惯性导航的组合导航系统。一般情况下，飞行器位于黑障区内时GNSS导航失效，当飞行器从黑障区飞出之后GNSS导航会重新有效。
但是，GNSS导航失效状态下，是由纯惯性导航进行导航递推的，飞行器在黑障区内长时间飞行后，纯惯性导航的误差累加值较大，飞行器从黑障区飞出之后，需要利用GNSS导航对递推结果进行修正，导航误差需要较长时间才能够收敛。
因此，亟需提供一种导航误差快速收敛方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种导航误差快速收敛方法、装置、电子设备及存储介质，能够提高导航误差的收敛速度。
第一方面，本发明实施例提供了一种导航误差快速收敛方法，包括：
确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；
在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
第二方面，本发明实施例还提供了一种导航误差快速收敛装置，包括：
确定单元，用于确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；
重置单元，用于在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
本发明实施例提供了一种导航误差快速收敛方法、装置、电子设备及存储介质，P阵用于反应递推过程中导航的误差情况，当飞行器进入黑障区后，使用惯性导航进行持续递推的过程中，原则上导航误差会逐渐增大，而P阵为一个非对角阵，且P阵在持续递推过程中会逐渐收敛至一个较小的数值上，这与导航误差会逐渐增大的实际情况是相反的，如此在利用该P阵对导航递推结果进行修正时，导航误差的收敛速度会比较大，因此，可以在飞行器从黑障区飞出时，对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以正确反应递推过程中导航的误差情况，进而在利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正时，能够实现导航误差的快速收敛。
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是本发明一实施例提供的一种导航误差快速收敛方法流程图；
图2是本发明一实施例提供的另一种导航误差快速收敛方法流程图；
图3是本发明一实施例提供的整个跨空域飞行期间剖面高度速度随时间变化曲线；
图4是本发明一实施例提供的整个跨空域飞行期间的导航误差和动态剔野阈值包络线示意图；
图5是算例1中飞行器从黑障区飞出后三轴位置导航误差随时间变化曲线；
图6是算例2中飞行器从黑障区飞出后三轴位置导航误差随时间变化曲线；
图7是本发明一实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；
图8是本发明一实施例提供的一种导航误差快速收敛装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的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。
请参考图1，本发明实施例提供了一种导航误差快速收敛方法，该方法包括：
步骤100，确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；
步骤102，在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
本发明实施例中，P阵用于反应递推过程中导航的误差情况，当飞行器进入黑障区后，使用惯性导航进行持续递推的过程中，原则上导航误差会逐渐增大，而P阵为一个非对角阵，且P阵在持续递推过程中会逐渐收敛至一个较小的数值上，这与导航误差会逐渐增大的实际情况是相反的，如此在利用该P阵对导航递推结果进行修正时，导航误差的收敛速度会比较大，因此，可以在飞行器从黑障区飞出时，对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以正确反应递推过程中导航的误差情况，进而在利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正时，能够实现导航误差的快速收敛。
下面描述图1所示各个步骤的执行方式。
首先，针对步骤100，确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出。
本发明实施例中，跨空域飞行器在跨空域飞行期间先后经历的空域为：进入黑障区之前的空域、位于黑障区内的空域、从黑障区飞出之后的空域。一般情况下，飞行器进入黑障区内的空域时GNSS导航会失效，飞行器从黑障区飞出之后，GNSS导航会重新有效，基于此，本发明实施例中，至少可以通过如下方式确定飞行器当前是否从黑障区飞出：
S1、确定飞行器在跨空域飞行期间是否经历过GNSS导航的失效时长超过第一时长阈值，若是，则确定飞行器已进入黑障区；
S2、在确定飞行器已进入黑障区之后，进一步确定GNSS导航是否重新有效，若是，则在重新有效的有效时长达到第二时长阈值时，确定飞行器当前从黑障区飞出。
其中，第一时长阈值、第二时长阈值可以结合黑障区的厚度、穿越黑障区的时长以及飞行器位于非黑障区内时GNSS导航的有效状态时长、失效状态时长的经验值来确定。
只有当步骤S1中确定了飞行器已进入黑障区，才能够继续进行步骤S2中飞行器是否从黑障区飞出的判定，如此可以提高判定结果的准确性。
需要说明的是，除上述方式外，还可以通过外部环境来确定飞行器当前是否从黑障区飞出。
然后，针对步骤102，在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
由于本发明实施例采用GNSS导航和惯性导航的组合导航方案，若GNSS导航失效，则利用惯性导航的测量值进行导航递推，若GNSS导航有效，则利用GNSS导航的测量值对惯性导航的导航递推结果进行修正。具体地，惯性导航递推过程是先利用陀螺测量值进行姿态递推，然后根据姿态导航结果和加速度计测量值对位置速度进行递推。GNSS导航的修正过程是对飞行器的位置和速度进行修正。
下面对递推过程和修正过程进行说明。
本发明实施例中，惯性导航的导航递推方式是根据Kalman滤波方法，按照如下公式对位置和速度的状态量进行一步递推：
；
其中，为k时刻的状态量，其中，/>为位置状态量，/>为速度状态量；
为/>的一步递推估计值；
为k时刻的传感器测量误差，其中，/>为加速度计测量误差，为陀螺测量误差；
为/>时刻到/>时刻状态一步转移矩阵；
为加速度计测量误差和陀螺测量误差向导航坐标系的转换矩阵。
在得到一步递推估计值后，根据如下GNSS导航的测量模型：
；
其中，为GNSS导航在/>时刻的测量值，包括三维的位置、三维的速度信息；
为/>维单位矩阵；
为GNSS导航在/>时刻的状态测量误差，其中，/>为位置测量误差，/>为速度测量误差；
基于测量信息，按照Kalman滤波方法，得到时刻修正后的导航值：
其中为卡尔曼滤波阵，其计算方式按照通用的卡尔曼滤波方法计算如下：
；
；
；
其中，为/>的方差阵，/>为/>的方差阵；/>为单位矩阵；/>为导航的方差阵递推的中间变量，/>，/>分别为/>时刻和/>时刻的导航方差阵，即P阵。
由于飞行器的导航系统采用动态卡尔曼滤波，在持续的递推过程中，导航方差阵递推的中间变量将逐渐收敛至一个较小的稳态参数，则每个递推周期内信息的引入量将会逐步减小。但飞行器经过长时间的黑障区飞行后，纯惯性导航误差的累加，可能出现较大的导航误差。为促使导航误差快速收敛，可以在飞行器从黑障区飞出时对P阵进行重置。
本发明实施例中，可以利用飞行器从黑障区飞出时GNSS导航的剔野阈值对P阵进行重置，具体利用如下第一公式对P阵进行重置，得到重置的P阵：
利用如下第一公式对P阵进行重置，得到重置的P阵：
该第一公式为：
；
；/>；
；
其中，为P阵重置前使用的初始值；/>为位置重置参数，/>为速度重置参数；/>、/>均为误差影响参数；/>、/>分别为位置限幅值、速度限幅值；/>为限幅函数，用于将函数内的第一个变量限制在第二个变量的幅值内；/>、/>、/>分别为x、y、z轴的位置调整系数，/>、/>、/>分别为x、y、z轴的速度调整系数。
剔野阈值是在引入GNSS导航的测量值进行递推结果修正之前，用于对GNSS导航的测量值进行有效性判断的阈值。该剔野阈值可以是根据现有方案设计的值。考虑到飞行器在进入黑障区后，受等离子体效应的影响，GNSS导航信号可能会失效或出现不稳定野值。当飞行器从黑障区飞出之后，若GNSS导航的剔野阈值设计过小，可能会因为飞行器自身导航的发散而将正确的GNSS测量值剔除，导致测量值无法引入；若GNSS导航的剔野阈值设计过大，由于飞行器刚刚从黑障区飞出，GNSS导航的测量性能不稳定可能会引入错误的测量值，因此，本发明实施例中可以设计一个更合理的剔野阈值，用于对P阵进行重置。
在GNSS导航稳定阶段，根据GNSS测量噪声指标（位置噪声10m~20m(1σ)，速度噪声0.1m/s~0.2m/s (1σ)）正常的测量值跳变可能达到60m、0.6m/s的跳变量。因此，在设计剔野阈值时，需要确保剔野阈值能涵盖入噪声，以避免GNSS的错误判断。若GNSS导航长时间失效，则由于纯惯性导航引入的位置误差一般呈指数上升趋势，速度误差一般与加速度计零偏和刻度因子相关。基于此，本发明实施例中，该剔野阈值根据GNSS导航的失效时长来设计。
具体地，利用如下第二公式计算GNSS导航的剔野阈值：
所述第二公式为：
；
其中，为位置剔野阈值，/>为速度剔野阈值；/>和/>的初始值分别为/>和/>；/>为位置测量噪声引起的位置测量值最大跳变量；/>为速度测量噪声引起的速度测量值最大跳变量；/>为最近一次GNSS导航失效时对应的失效时长；、/>、/>、/>均为误差影响参数；/>为上一次GNSS导航有效时对应的有效时长；/>为每个导航周期的速度增量测量值；/>为加速度计的零偏指标。
从上述公式可以看出，剔野阈值考虑了测量噪声的影响、加速度计测量误差的影响，以及纯惯性导航随时间的发散特性。在GNSS导航的稳定引入阶段内，剔野阈值较小，可以有效避免野值进入导航计算。当GNSS导航长时间失效后，根据惯导发散特性，剔野阈值随之增大，从而避免了因惯性导航误差大而错误的将GNSS信号剔野的可能性。
在确定飞行器当前从黑障区飞出时，可以利用上述剔野阈值对P阵进行一次重置，由于重置后的P阵增大，从而正确反应了递推过程中导航的误差增大情况，进而在利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正时，能够使得导航误差快速收敛。
进一步地，由于飞行器从黑障区飞出之后，将迅速降至0附近，直接采用第二公式计算的剔野阈值将会迅速降低，但导航系统引入GNSS导航的测量值后需要一段时间才能完成滤波收敛。因此，另一个实现方式中，可以对第二公式计算的原始值引入低通滤波，从而给出更为合理的位置剔野阈值和速度剔野阈值。
具体地：利用如下第三公式计算剔野阈值：
该第三公式为：
；
其中，和/>的初始值分别为/>和/>；Y1空域为进入黑障区之前的空域，Y2空域为位于黑障区内的空域，Y3空域为从黑障区飞出之后的空域；/>、/>均为误差影响参数。
由于第三公式中计算的剔野阈值，考虑了飞行器从黑障区飞出之后，会迅速降至0附近的因素，引入了低通滤波，使得飞行器从黑障区飞出之后剔野阈值是缓慢减小的，从而可以避免因惯性导航误差过大而引入错误的GNSS导航的测量值。
本发明实施例中，飞行器从黑障区飞出之后，对导航递推结果进行修正的过程中，采用上述第三公式计算出的从黑障区飞出之后的剔野阈值，对GNSS导航的测量值进行剔野处理，使得剔野处理后的GNSS导航的测量值尽可能是有效的，从而利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正时，能够进一步提高收敛速度。
下面以导航误差快速收敛方法流程图对本发明实施例的P阵重置的时机进行说明，请参考图2。
S1、判断飞行任务是否结束；若是，则结束；若否，执行下一步骤S2；
S2、利用惯性导航进行导航递推，；
S3、判断GNSS导航是否有效；若是，则执行步骤S4；若否，则执行步骤S9；
S4、判断进入黑障区的标志是否有效，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S8；
S5、判断GNSS导航连续有效时长是否超过第二时长阈值，若是，则执行步骤S6；
S6、将进入黑障区标志置为无效，并执行步骤S7；
S7、对P阵进行重置，并利用重置后的P阵执行步骤S8；
S8、利用GNSS导航的测量值对导航递推结果进行修正，并返回步骤S1；
S9、将GNSS导航的失效时长增加/>，并执行步骤S10；
S10、判断GNSS导航的失效时长是否大于第一时长阈值/>，若是，则执行步骤S11；若否，返回执行步骤S1；
S11、将进入黑障区标志置为有效，并返回执行步骤S1。
下面使用两个算例对本发明实施例的导航误差快速收敛方法进行说明。
算例1：利用上述第三公式动态计算的剔野阈值进行导航递推结果的修正，但不对P阵进行重置。
飞行器初始状态：高度120km;速度7550m/s。
导航仿真工况设置如下表1：
表1：导航仿真工况设置
针对误差特性，设计参数取值如下：
=150；/>=1.0；/>=1000；/>=8000；/>=0.005；/>=5.0；/>=0.5；/>=1.0；=0.4；/>=0.3；/>=/>=/>=/>=/>=/>=0.33；
请参考图3和图4，图3为整个跨空域飞行期间剖面高度、速度随时间变化曲线，图4为整个跨空域飞行期间的导航误差和动态剔野阈值包络线示意图，图4中的上图为导航位置误差和位置剔野阈值包络线，图4中的下图为导航速度误差和速度剔野阈值包络线。从图4可以看出，飞行器进入黑障区之前位置剔野阈值是稳定在为0的位置上，速度剔野阈值稳定在/>为0的位置上；在飞行器位于黑障区内（80km~45km），剔野阈值随着进入黑障区时长的增长而增长。飞行器从黑障区飞出之后，剔野阈值根据设计状态，位置剔野阈值逐渐收敛在/>为0的位置上，速度剔野阈值逐渐收敛在/>为0的位置上。
请参考图5，是算例1中飞行器从黑障区飞出后三轴位置导航误差随时间变化曲线，可以看出位置导航误差在1380s时收敛。
算例2：利用上述第三公式动态计算的剔野阈值进行导航递推结果的修正，且采用本发明实施例中对P阵进行重置的方法进行P阵重置。
其中，算例2的飞行器初始状态、导航仿真工况设置以及设计参数取值均与算例1相同。
请参考图6，是算例2中飞行器从黑障区飞出后三轴位置导航误差随时间变化曲线，可以看出位置导航误差在1320s时收敛。相对于算例1中在1380s时收敛，收敛时间提前了40s。
如图7、图8所示，本发明实施例提供了一种导航误差快速收敛装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图7所示，为本发明实施例提供的一种导航误差快速收敛装置所在电子设备的一种硬件架构图，除了图7所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的电子设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图8所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在电子设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种导航误差快速收敛装置，包括：
确定单元801，用于确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；
重置单元802，用于在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
在本发明一个实施例中，所述确定单元，具体用于：确定飞行器在跨空域飞行期间是否经历过GNSS导航的失效时长超过第一时长阈值，若是，则确定飞行器已进入黑障区；在确定飞行器已进入黑障区之后，进一步确定GNSS导航是否重新有效，若是，则在重新有效的有效时长达到第二时长阈值时，确定飞行器当前从黑障区飞出。
在本发明一个实施例中，所述重置单元，在根据该剔野阈值对P阵进行重置时，具体包括：
利用如下第一公式对P阵进行重置，得到重置的P阵：
；
；/>；
；
其中，为P阵重置前使用的初始值；/>为位置重置参数，/>为速度重置参数；/>、/>均为误差影响参数；/>、/>分别为位置限幅值、速度限幅值；/>为限幅函数；/>、/>、/>分别为x、y、z轴的位置调整系数，/>、/>、分别为x、y、z轴的速度调整系数。
在本发明一个实施例中，所述重置单元在获取GNSS导航的剔野阈值时，具体包括：
利用如下第二公式计算GNSS导航的剔野阈值：
所述第二公式为：
；
其中，为位置剔野阈值，/>为速度剔野阈值；/>为位置测量噪声引起的位置测量值最大跳变量；/>为速度测量噪声引起的速度测量值最大跳变量；/>为最近一次GNSS导航失效时对应的失效时长；/>、/>、/>、/>均为误差影响参数；/>为上一次GNSS导航有效时对应的有效时长；/>为每个导航周期的速度增量测量值；/>为加速度计的零偏指标。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种导航误差快速收敛装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种导航误差快速收敛装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种导航误差快速收敛方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种导航误差快速收敛方法。
具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机（或CPU或MPU）读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘（如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW）、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种导航误差快速收敛方法，其特征在于，包括：
确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；
在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出，包括：
确定飞行器在跨空域飞行期间是否经历过GNSS导航的失效时长超过第一时长阈值，若是，则确定飞行器已进入黑障区；
在确定飞行器已进入黑障区之后，进一步确定GNSS导航是否重新有效，若是，则在重新有效的有效时长达到第二时长阈值时，确定飞行器当前从黑障区飞出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该剔野阈值对P阵进行重置，包括：
利用如下第一公式对P阵进行重置，得到重置的P阵 ：
；
；/>；
；
其中，为P阵重置前使用的初始值；/>为位置重置参数，/>为速度重置参数；/>、/>均为误差影响参数；/>、/>分别为位置限幅值、速度限幅值；/>为限幅函数；/>、/>、/>分别为x、y、z轴的位置调整系数，/>、/>、/>分别为x、y、z轴的速度调整系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取GNSS导航的剔野阈值，包括：
利用如下第二公式计算GNSS导航的剔野阈值：
所述第二公式为：
；
其中，为位置剔野阈值，/>为速度剔野阈值；/>为位置测量噪声引起的位置测量值最大跳变量；/>为速度测量噪声引起的速度测量值最大跳变量；/>为最近一次GNSS导航失效时对应的失效时长；/>、/>、/>、/>均为误差影响参数；/>为上一次GNSS导航有效时对应的有效时长；/>为每个导航周期的速度增量测量值；/>为加速度计的零偏指标。
5.一种导航误差快速收敛装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定飞行器在跨空域飞行期间当前是否从黑障区飞出；
重置单元，用于在确定飞行器当前从黑障区飞出时，获取GNSS导航的剔野阈值，并根据该剔野阈值对P阵进行重置，使得重置后的P阵增大，以利用重置后的P阵对导航递推结果进行修正。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定单元，具体用于：确定飞行器在跨空域飞行期间是否经历过GNSS导航的失效时长超过第一时长阈值，若是，则确定飞行器已进入黑障区；在确定飞行器已进入黑障区之后，进一步确定GNSS导航是否重新有效，若是，则在重新有效的有效时长达到第二时长阈值时，确定飞行器当前从黑障区飞出。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述重置单元，在根据该剔野阈值对P阵进行重置时，具体包括：
利用如下第一公式对P阵进行重置，得到重置的P阵：
；
；/>；
；
其中，为P阵重置前使用的初始值；/>为位置重置参数，/>为速度重置参数；/>、/>均为误差影响参数；/>、/>分别为位置限幅值、速度限幅值；/>为限幅函数；/>、/>、/>分别为x、y、z轴的位置调整系数，/>、/>、/>分别为x、y、z轴的速度调整系数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述重置单元在获取GNSS导航的剔野阈值时，具体包括：
利用如下第二公式计算GNSS导航的剔野阈值：
所述第二公式为：
；
其中，为位置剔野阈值，/>为速度剔野阈值；/>为位置测量噪声引起的位置测量值最大跳变量；/>为速度测量噪声引起的速度测量值最大跳变量；/>为最近一次GNSS导航失效时对应的失效时长；/>、/>、/>、/>均为误差影响参数；/>为上一次GNSS导航有效时对应的有效时长；/>为每个导航周期的速度增量测量值；/>为加速度计的零偏指标。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
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Publications (2)
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2023
- 2023-10-25 CN CN202311386712.7A patent/CN117109571B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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