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摘要：本发明公开了一种基于分布式惯导自相关的虚拟陀螺重构与精度提升方法，该方法的使用不受任务外部环境制约，不需要额外的外部辅助导航传感器或信息源，具有完全自主、简便可靠等优点；本发明能够虚拟重构出精度更高的虚拟陀螺，从器件层面提升导航系统的精度，支撑实现“1+12”的工程应用目标；本发明采用的虚拟陀螺重构与精度提升方法具有计算量小、数据存储量少等优点，能够有效保障导航计算的实时性。

主权项：1.基于分布式惯导自相关的虚拟陀螺重构与精度提升方法，其特征在于，包括：步骤1：针对冗余多惯导进行时空归一化处理，从物理上构建惯导间的相关性；步骤2：根据陀螺仪的测量输出模型，构建虚拟陀螺误差模，包括：步骤2.1：将陀螺仪的测量输出建模表示为： 式中，表示陀螺仪输出的实际值；表示陀螺仪输出的真值；εb表示陀螺仪的随机零偏，由一阶马尔可夫模型表示；ηg表示陀螺仪测量白噪声，τ为陀螺仪随机零偏时间常数；η表示随机零偏白噪声；步骤2.2：选取18维的状态变量，根据陀螺仪测量输出模型构建状态方程和量测方程：状态变量X表示为： 式中，表示惯导i陀螺仪的随机零偏向量，表示惯导i陀螺仪输出向量；i＝1,2,3；状态方程表示为： 式中，F表示系统矩阵，W表示系统噪声向量，表达式为： W＝[η1Tη2Tη3T0T0T0T]T式中，τi表示惯导i陀螺仪时间相关系数，I3×3表示3×3单位阵，03×3表示3×3零阵，0表示3阶零向量，ηi表示惯导i陀螺仪随机零偏白噪声；选取3套惯导的陀螺仪输出为量测变量Z： 式中，表示惯导i陀螺仪实际测量值；量测方程表示为：Z＝HX+V式中，H表示量测矩阵，V表示量测噪声向量，具体表达式为： V＝[ηg1Tηg2Tηg3T]T式中，ηgi表示惯导i陀螺仪测量白噪声；步骤3：基于陀螺仪阵列相关性分析，求解虚拟陀螺量测噪声阵和系统噪声阵，包括：步骤3.1：根据白噪声假设，构建量测噪声向量V的方差阵R： 式中，表示惯导i陀螺仪测量白噪声ηgi对应的方差阵；步骤3.2：陀螺仪阵列安装在同一个物理载体上、测量同一个物理对象，各陀螺仪之间并非相互独立而是存在某种相关性，即角速率随机游走之间存在某种相关性；基于相关性分析，构建系统噪声向量W的方差阵Q： 式中，表示惯导i陀螺仪随机零偏白噪声ηi对应的方差阵；ρij表示惯导i和惯导j陀螺仪之间出的相关系数；j＝1,2,3；步骤4：根据步骤2中的虚拟陀螺误差模型和步骤3中求解获取的虚拟陀螺量测噪声阵和系统噪声误差阵，执行卡尔曼滤波器进行信息融合，生成虚拟陀螺仪输出信息，具体包括：利用3套惯导陀螺仪输出构建观测值Zk，实时递推计算得到k时刻的状态估计具体求解过程如下： 式中，和Pk,k-1分别表示一步预测的k-1时刻状态估计和估计误差方差阵；Kk表示k时刻的滤波增益矩阵；Hk为k时刻的量测矩阵；φk,k-1为k-1时刻到k时刻的状态转移矩阵；为k时刻的状态估计；Zk表示k时刻的量测变量；Hk表示k时刻的量测矩阵；Rk表示k时刻的量测噪声向量V的方差阵；Qk-1表示k-1时刻的系统噪声向量W的方差阵；I表示单位矩阵。

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