买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉中国人民解放军国防科技大学申请的专利基于Psi角修正模型的极地双惯导状态监测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120333493B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510403545.5，技术领域涉及：G01C25/00；该发明授权基于Psi角修正模型的极地双惯导状态监测方法是由王林;牟鹏程;廖志坤;吴天泽;梁钟泓;杨辉;肖庆华;张宇航设计研发完成，并于2025-04-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于Psi角修正模型的极地双惯导状态监测方法在说明书摘要公布了：本发明属于惯性导航技术领域，公开了一种基于Psi角修正模型的极地双惯导状态监测方法，适用于装备多套带有转位机构惯导系统的载体在极地环境下的状态监测。本发明针对极地长时间航行时，惯导系统无外界参考信息情况下的状态监测受限问题，基于Psi角误差模型，利用其模型定义在计算坐标系，与位置误差解耦适合极区长航时导航的特点，以地球椭球模型下的横计算坐标系作为导航坐标系，利用两套惯导系统之间的相对姿态、相对速度、相对位置作为约束观测，同时通过对速度误差模型的修正，避免了动态情况下比力微分导致求解不准影响器件状态监测精度。采用基于残差归一化的强跟踪滤波对两套系统的陀螺漂移、加速度计零偏进行在线监测。进一步根据监测的误差参数对惯性器件的状态进行评估。本发明方法完全自主，不依赖外界参考信息，具有重要工程意义。

本发明授权基于Psi角修正模型的极地双惯导状态监测方法在权利要求书中公布了：1.基于Psi角修正模型的极地双惯导状态监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 1设定两套双轴旋转惯导系统的转位次序，定义冗余配置的两套惯导系统分别为惯导1和惯导2，二者的转位次序均为双轴16次序，采用不同的转位方式； 2构建基于地球椭球模型下的横地球坐标系和横计算坐标系； 以北纬0°东经90°点为横地球坐标系下的北极点，定义为横北极点，北纬0°西经90°点为横地球坐标系下的南极点，定义为横南极点，0°经线和180°经线包围的椭圆面为横赤道面，取横北极点、横南极点和北极点组成的半个大椭圆为0°横经线，所在平面为横本初子午线，将地球坐标系系与新定义的横地球坐标系系之间的转换关系表示为： ， 基于横经纬网定义横计算坐标系，横北向指向横北极点，所在位置的法线向上为天向，按照右手坐标系定义横东向，将横计算坐标系系与计算坐标系系之间的转换关系表示为： ， 式中，表示计算坐标系与横计算坐标系之间的旋转角度； 确定与经度、纬度，横经度、横纬度之间的转换关系： ， ， 将横计算坐标系与横平台坐标系之间的转换关系表示为： ， 式中，系表示横平台坐标系，表示单位矩阵，表示横计算坐标系下漂移误差角的反对称矩阵； 将载体所在位置的法线与横赤道面的夹角定义为横纬度，与横本初子午面的夹角定义为横经度，将地球坐标系下定义的经纬度与横经纬度之间的转换关系表示为： ， ， 3利用两套惯导系统输出的姿态、速度、位置相关信息，构建联合状态卡尔曼滤波器，具体步骤为： 3.1确定系统联合误差方程： ， ， ， ， ， ， 式中，代表惯导1的体坐标系，代表惯导2的体坐标系，代表惯导1的横计算坐标系，代表惯导2的横计算坐标系，表示惯导1平台坐标系，表示惯导2平台坐标系，表示惯导1横计算坐标系下惯导1的漂移误差角，、、分别表示惯导1横计算坐标系下惯导1的东向、北向、天向的漂移误差角，表示惯导1横计算坐标系下误差修正后惯导1的速度误差矢量，、、分别表示惯导1横计算坐标系下误差修正后惯导1在东向、北向、天向的速度误差，表示惯导1在惯导1横计算坐标系下的位置误差，表示惯导1在惯导1横计算坐标系下东向误差，表示惯导1在惯导1横计算坐标系下的北向误差，表示惯导1在惯导1横计算坐标系下的天向误差，表示惯导1计算坐标系下的地球自转角速度，表示惯导1横计算坐标系下的转移角速度，表示惯导1体坐标系至惯导1横平台坐标系的方向余弦矩阵，表示惯导1横计算坐标系下的重力矢量，表示惯导1输出在横计算坐标系下的载体速度，表示惯导2横计算坐标系下惯导2的漂移误差角，、、分别表示惯导2横计算坐标系下惯导2东向、北向、天向的漂移误差角，表示惯导2横计算坐标系下误差修正后惯导2的速度误差矢量，、、分别表示惯导2横计算坐标系下误差修正后惯导2在东向、北向、天向的速度误差，表示惯导2在惯导2横计算坐标系下的位置误差，表示惯导2在惯导2横计算坐标系下东向误差，表示惯导2在惯导2横计算坐标系下的北向误差，表示惯导2在惯导2横计算坐标系下的天向误差，表示惯导2横计算坐标系下的地球自转角速度，表示惯导2横计算坐标系下的转移角速度，表示惯导2体坐标系至惯导2横平台坐标系的方向余弦矩阵，表示惯导2横计算坐标系下的重力矢量，表示惯导2输出在惯导2横计算坐标系下的载体速度，表示惯导1的陀螺组件误差，建模为常值漂移和陀螺噪声的和，其中，表示惯导1的x轴陀螺漂移，表示惯导1的y轴陀螺漂移，表示惯导1的z轴陀螺漂移，表示惯导1的加速度计组件误差，建模为常值零偏和加速度计噪声的和，其中，表示惯导1的x轴加速度计零偏，表示惯导1的y轴加速度计零偏，表示惯导1的z轴加速度计零偏，表示惯导2的陀螺组件误差，建模为常值漂移和陀螺噪声的和，其中，表示惯导2的x轴陀螺漂移，表示惯导2的y轴陀螺漂移，表示惯导2的z轴陀螺漂移，表示惯导2的加速度计组件误差，建模为常值零偏和加速度计噪声的和，其中，表示惯导2的x轴加速度计零偏，表示惯导2的y轴加速度计零偏，表示惯导2的z轴加速度计零偏； 3.2确定联合状态方程： ， 为状态转移矩阵，可由误差方程推导得到，状态向量表示为： ， 将噪声分布矩阵及噪声矩阵表示为： ， ， 式中，表示i行j列的零矩阵； 3.3确定状态约束观测方程： 定义惯导1、惯导2转位机构处于零位时的体坐标系为系和系，载体坐标系为b系，两套双轴旋转惯导输出的姿态矩阵和表示为： ， ， 式中，表示3行3列的单位矩阵，为载体坐标系至惯导1横计算坐标系的方向余弦矩阵，为系至系的方向余弦矩阵，为系至系的方向余弦矩阵，为载体坐标系至惯导2横计算坐标系的方向余弦矩阵，为系至系的方向余弦矩阵，为系至系的方向余弦矩阵，为系至系的方向余弦矩阵，为系至系的方向余弦矩阵； 确定两套双轴旋转惯导姿态误差的差值表达式为： ， 考虑到杆臂，确定惯导1和惯导2的速度和位置输出表示为： ， ， 式中，和分别表示载体在系和系下的真实速度，和表示惯导1和惯导2输出的位置信息，和分别表示载体在系和系下的真实位置，表示两套惯导之间的外杆臂引起的惯导2相对于惯导1的速度差值，表示两套惯导之间的外杆臂引起的惯导2相对于惯导1的位置差值； 因此两套惯导系统的速度、位置矢量的差值表示为： ， ， 观测方程表示为： ， 其中， ， ， 式中，表示系统的观测向量，表示系统的观测矩阵，为对应观测量的噪声矢量，下标1:2表示对应向量的前两个元素，表示的斜对称矩阵的前两行，表示的斜对称矩阵的前两行，表示矩阵的前两行，表示2行2列的单位矩阵； 4建立自适应误差参数估计滤波器； 采用基于残差归一化的强跟踪滤波器对误差状态进行跟踪估计，将滤波器协方差阵的一步预测表示为： ， 式中， ， 并且有 ， ， ， ， 其中，为渐消因子，为一步预测协方差矩阵，表示状态一步转移矩阵，为k-1时刻的协方差矩阵，为k-1时刻的过程噪声分配矩阵，为k-1时刻的系统噪声矩阵，为矩阵求迹算子，为k时刻的系统观测矩阵，为k时刻的观测噪声矩阵，为弱化因子，为k时刻计算得到的渐消因子，表示k时刻残差协方差矩阵，表示k-1时刻残差协方差矩阵，为遗忘因子，取，表示0时刻的新息，表示k时刻的新息，为归一化参数，用于消除由于残差本身数值的差异引起的信息不对称，导致误差状态估计的响应速度降低的问题； 5基于滤波器输出的误差参数，实时进行状态监测； 当惯性器件状态异常时，对应的陀螺漂移或加速度计零偏发生改变，通过分析监测滤波器的输出实现惯性器件的实时健康状态监测； 设置随时间滑动的数据窗口，其长度为N，k时刻所述滑动窗口中包含的滤波器输出信息为，计算数据统计特性如下： ， ， 式中，和分别表示k时刻滑窗内滤波器实时估计参数的均值和方差，两者的维数与维数相同； 设置加权系数，对历史滑窗的均值进行迭代计算： ， 式中，表示k时刻经过迭代后的滑窗均值，确定高低两个门限如下： ， ， 式中，、为待调节参数，且、，为高门限，为低门限； 建立健康状态监测准则为： ， 式中，表示时刻滤波器估计输出的第个分量，和分别表示所求实时高门限和低门限的第个分量，根据所述滑窗实时更新各惯性器件的监测阈值，当滤波器估计的所有误差参数值小于低门限，输出系统无故障；当滤波器估计的第个误差参数值大于低门限而小于高门限，对故障进行预警；当滤波器估计的第个误差参数值大于高门限，输出器件发生故障。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国人民解放军国防科技大学，其通讯地址为：410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。