基于球谐模型与多传感器融合的高精度重力扰动补偿方法

随着对高精度长航时惯导系统性能要求的提升,重力扰动已成为惯导系统的主要误差源,能否对其进行有效补偿是提升导航精度的关键因素.传统基于球谐模型的补偿方法无法反映地球重力场的细节信息,对中短波重力扰动分量补偿效果不佳;传统状态估计法中马尔科夫状态模型对长波重力扰动分量描述精度较差,因此对长波分量的补偿效果不佳.以上方法均无法对波段较宽的实际重力扰动进行精确补偿,针对这一问题,本文设计了一种综合利用球谐模型与多传感器信息融合的高精度重力扰动补偿方法.该方法一方面利用低阶球谐模型对长波重力扰动分量计算精度较高的特点,对长波分量进行补偿;另一方面利用捷联惯导/激光多普勒测速/气压高度计构成完全自主的组合导航系统,将残余的中短波重力扰动分量建立为高精度的马尔科夫模型,从而实现对中短波分量的状态估计与补偿.仿真结果表明,所提出的重力扰动补偿方法可有效改善重力扰动估计效果,进而实现高精度的重力扰动补偿,具有较高的导航精度.