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Kalman filter mechanization for INS airstart

机译：INS空气启动的卡尔曼滤波器机械化

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A strapdown mechanization and associated Kalman filter are developed to provide both ground align and airstart capabilities for inertial navigation systems (INSs) using Doppler velocity and position fixes, while not requiring an initial heading estimate. Position update during coarse mode is possible by defining sine and cosine of wander angle as filter states and modeling the position error in geographic frame while integrating velocity in the wander frame. INS Global Positioning System (GPS) differential position due to GPS antenna moment arm can aid heading convergence during hover turns in helicopter applications. Azimuth error state in the fine mode of the filter is defined as wander angle error to provide continuous estimation of navigational states, as well as inertial/aiding sensor errors, across the coarse-to-fine mode transition. Though motivated by a tactical helicopter application, the design can be applied to other vehicles. Advantages over conventional systems in addition to the airstart capability include robustness and versatility in handling many different operational conditions.
机译：开发了捷联式机械化和相关的卡尔曼滤波器，以使用多普勒速度和位置定位为惯性导航系统（INS）提供地面对准和空中启动功能，而无需初始航向估计。通过将漂移角的正弦和余弦定义为滤波器状态，并在地理帧中建模位置误差，同时将漂移帧中的速度积分，可以进行粗略模式下的位置更新。由于GPS天线力矩臂而产生的INS全球定位系统（GPS）差异位置可以在直升机应用中的悬停转弯期间帮助航向收敛。滤波器精细模式下的方位角误差状态定义为漂移角误差，以提供对导航状态以及惯性/辅助传感器误差的连续估计，跨过粗模式到精细模式转换。尽管是受战术直升机应用的启发，但该设计也可以应用于其他车辆。除了空中启动功能之外，与常规系统相比的优势还包括在处理许多不同操作条件时的坚固性和多功能性。

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