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龙图腾网获悉中国人民解放军63921部队申请的专利一种陀螺误差特性参数在轨辨识与标定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：CN114754798B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202210501773.2，技术领域涉及：G01C25/00；该发明授权一种陀螺误差特性参数在轨辨识与标定方法是由徐安林;刘念;张强;范城城;丁国鹏;郝万宏;梁小虎;陈昊设计研发完成，并于2022-05-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种陀螺误差特性参数在轨辨识与标定方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种陀螺误差特性参数在轨辨识与标定方法，包括构建陀螺误差特性参数的误差测量模型；利用高精度几何定标场以及高精度GPS轨道数据，基于高分遥感影像严密几何成像模型，计算对地相机的时序精密姿态角速度参数；利用星敏感器姿态数据对陀螺的漂移误差进行在轨标定，即构建组合定姿系统状态方程与量测方程，基于扩展卡尔曼滤波修正陀螺的漂移误差；利用对地相机的时序精密姿态角速度参数和陀螺的误差测量模型，根据最小二乘原理对陀螺安装误差和标度因数误差实现在轨标定。本发明实现了陀螺系统误差的有效辨识与补偿，实现星敏感器与陀螺的高精度组合定姿，为高分遥感卫星高频率线阵推扫影像几何处理提供高精度外方位角元素。

本发明授权一种陀螺误差特性参数在轨辨识与标定方法在权利要求书中公布了：1.一种陀螺误差特性参数在轨辨识与标定方法，其特征在于，补偿陀螺的系统误差，实现星敏感器与陀螺的高精度组合定姿，为高分遥感卫星高频率线阵推扫影像几何处理提供高精度外方位角元素，包括以下步骤： 步骤1，构建陀螺误差特性参数的误差测量模型，陀螺误差特性参数包括：陀螺安装误差、标度因数误差、漂移误差以及测量噪声； 步骤2，利用高精度几何定标场以及高精度GPS轨道数据，基于高分遥感影像严密几何成像模型，计算对地相机的时序精密姿态角速度参数； 基于对地相机扫描行影像、高精度几何定标场以及高精度GPS轨道反演出的高频时间序列的姿态数据，解算高频的对地相机的时间序列姿态角速度参数，具体实现形式如下： 假设ti时刻的对地相机的姿态四元数为，ti+1时刻的对地相机的姿态四元数为，则对地相机的采样周期T=ti+1-ti，根据欧拉角与四元数的转换关系得到ti时刻和ti+1时刻的欧拉角参数、，欧拉角与四元数的转换关系如下： ； 其中，Ψ表示航偏角，φ表示滚动角，θ表示俯仰角；q0,q1,q2,q3为姿态四元数，q0表示标量，q1,q2,q3表示矢量； 计算得到对地相机的姿态角速度参数：； 步骤3，不考虑陀螺安装误差与标度因数误差的影响，利用星敏感器姿态数据对陀螺的漂移误差进行在轨标定，即构建组合定姿系统状态方程与量测方程，基于扩展卡尔曼滤波修正陀螺的漂移误差； 卡尔曼滤波的状态设置为误差四元数矢量与陀螺误差漂移，bx,by,bz表示误差漂移矢量；q1,q2,q3表示误差四元数矢量；系统的量测方程、状态方程以及滤波器设计如下： 1系统量测方程： ； ； ； ； 其中，h1，h2分别表示两个星敏感器的光轴指向函数；表示四元数矢量微分；Zk表示观测值；Hk为量测阵；lz1b,lzb2表示正交矢量在本体坐标系下真实值，lzmi1,lzmi2表示正交矢量在惯性坐标系下的测量值，Zk表示观测矢量，Hk表示观测矩阵，Xk表示状态变量，表示四元数最优估计值，表示由本体到惯性系转换矩阵，Vk表示tk时刻观测噪声序列；且满足以下关系： ； 其中，Rk为量测噪声序列的方差阵，假设为正定阵；A表示狄克莱函数；k，j表示不同时刻，Vj表示不同时刻噪声值； 2系统状态方程： ； 其中，Ft,Wt分别表示状态转移矩阵与系统噪声，Xt表示状态，加一横表示导数；I3X3表示单位矩阵；ηb表示漂移白噪声；表示角速度测量值；进一步对上式进行离散化得到： ； 式中：为tk-1时刻至tk时刻的一步转移阵；为系统噪声驱动阵；Wk-1为系统激励噪声序列,Xk，Xk-1表示tk时刻、tk-1时刻状态变量,同时，Wk满足以下方程： ； 式中：Qk为系统噪声序列的方差阵，假设为非负定阵；Wk，Wj表示不同时刻的系统噪声值； 3系统滤波器设计： ； 其中，Kk表示n×m维增益矩阵m≤n；Pkk-1表示由k-1时刻转移至k时刻的预测误差方差矩阵，为m×n维对称矩阵；Pk表示滤波误差方差矩阵；表示状态转移矩阵，表示系统噪声驱动阵，Qk-1表示系统干扰方差阵； 步骤4，根据步骤3在轨标定的结果，利用对地相机的时序精密姿态角速度参数和陀螺的误差测量模型，根据最小二乘原理对陀螺安装误差和标度因数误差实现在轨标定； 陀螺安装参数误差与标度因数误差的标定模型具体实现形式如下： ； 其中，ω值由对地相机提供，陀螺漂移误差b值采用所述步骤3在轨标定的结果，进一步构建观测方程，具体形式如下： ； 其中，Z表示误差角速度观测序列，表示安装误差与标度因数误差系数观测矩阵，X表示安装误差与标度因数误差系数，V表示残差矢量，根据最小二乘原理得到安装参数误差与标度因数误差的最优估计值：。

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