CN115540871B 一种基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法 （中国地质大学（北京））

6thEurasianConferenceonEdu一种基于组合导航系统的地下管线三维轨本发明涉及一种基于组合导航系统的地下解决了现有技术中地下管线三维轨迹的测量精陀螺仪和加速度计的误差模型；步骤2：建立速2x2.根据权利要求1所述的基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法，其特征在gxgxgy3AxAy3.根据权利要求1所述的基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法，其特征在MN分别为4.根据权利要求1所述的基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法，其特征在5.根据权利要求1所述的基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法，其特征在4INSMCM6.根据权利要求1所述的基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法，其特征在7.根据权利要求1所述的基于组合导航系统的地下管线三维轨迹测量方法，其特征在5[0005]MEMS(Micro_Electro_MechanicalSystem，微机电系统)陀螺是近些年兴起的新67滤波技术对管线三维轨迹参数进行最优估计，用来补偿IMU测量系统随时间快速发散的高89[0073]图1中，为tk-1时刻的状态估计值；为是状态的Kalman滤波估计；Pk,k-1一步预测εxεyAxAyAz分别为加速度计x、y、z轴向刻度因子误差；Aij为加速度计j轴向偏向i轴向的失准角；N导所在位置的纬度误差；h为光纤惯导所在位置的高度；ωie为地球自转角速度；V:、N为地球卯酉圈主曲率半径。[0098]步骤3：根据管线测量仪的运动特征、MEMS陀螺仪和加速度计的误差模型以及速I'(26)[0114]其中FN对应于MEMS_IMU的9个系统误差参数的系统动态矩阵，它是一个9×9阶的N阵非零元素如下：Lf4,2[0141]其中，为载体坐标系中仪器三轴向x、y、z三个轴向上的速度。[0147]如图2所示，轨迹测量中的位置更新还可以通过里程仪测得的路程信息来进行航[0150]可通过式(37)获得东向位移增量、北据磁通门测量的地磁信息以及加速度计测量的地球重力信息获得的俯仰角θ、横滚角γ及方位角P。c)根据管道轨迹测量仪的运动形式获得的准零速信息选取MEMS_IMU解算的三个姿态信息与磁通门解算得到的姿态信息之差作为姿态量测量，三个位置信[0170]根据MEMS_IMU/磁强计/里程仪提供的测量信息，进行Kalm[0175]a)用卡尔曼滤波估计的速度误差对速度及时修正，得到精度较高的速度信息信息i、i、a信息i、i、i表示陀螺角速度测量和加速度计比力测量；和gn分别为地球自转角速率和重力加速度[0188]捷联惯导正向卡尔曼滤波解利用惯性测量算法对MEMS_IM同时每经过1s便依据步骤1_6建立的Kalman滤波模型进行一次Kalman滤波，最终得到一组将陀螺仪和加速度计输出的数据信息进行存储，除依照时间先后顺序进行正向处理以外，反向处理后的数据从最后一个历元到第一个历元进行翻转。反转后第k个历元的时标可以1s便依据步骤1_6建立的Kalman滤波算法进行一次Kalman滤波，最终得到一组逆向滤波后MEMS陀螺仪和MEMS加速度计进行惯性测量解算，同时采用Kalman滤波方法将MEMS磁强计、没有GPS信号标注时惯性测量