申请/专利权人：昆明船舶设备研究试验中心(中国船舶集团有限公司七五〇试验场)

申请日：2023-11-16

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117760416A

主分类号：G01C21/16

分类号：G01C21/16;G01C21/20;G01S19/49

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明基于接收机钟差INSGPS紧耦合组合导航增强方法包括：构建GPS接收机钟差预测模型；用捷联惯性导航系统导航解误差来构建组合导航系统卡尔曼滤波器状态向量并计算出捷联惯性导航系统预估出伪距和伪距率向量、GPS接收机伪距和伪距率、GPS接收机钟差与钟漂计算值或预估值，组合导航系统卡尔曼滤波器量测向量当可视卫星数量大于等于4颗时，当|ΔT|＞Tthreshold，使用GPS接收机钟差和钟漂预测值代替计算值,否则使用计算值参与组合导航卡尔曼滤波运算；当可视卫星数量小于4颗时，直接使用GPS接收机钟差和钟漂预测值参与组合导航卡尔曼滤波运算；使用计算得到INS导航解误差修正值，使用误差修正值对惯性导航系统进行误差修正。

主权项：1.一种基于接收机钟差INSGPS紧耦合组合导航增强方法，其特征在于：它包括以下步骤：1、GPS接收机接收卫星导航信号，计算出60s的GPS接收机的钟差，用于构建GPS接收机钟差模型；2、从上述60s的GPS接收机测量值中选取至少三组GPS接收机的钟差值和对应的时间，使用xt＝a0+a1t+εxt---公式1来构建GPS接收机钟差的一次模型，用于进行GPS接收机钟差的预测，其中：a0为GPS接收机时钟的初始值偏差；a1为GPS接收机的钟漂；εxt为GPS接收机钟差的随机变化量；xt为预测得到的GPS接收机的钟差值，通过最小二乘线性拟合方法，计算得出a0、a1和εxt；3、捷联惯性导航系统InertialNavigationSystem，INS导航解误差包含：位置测量误差向量速度误差测量向量姿态误差测量误差向量陀螺仪误差向量δw＝[δwxδwyδwz]和加速度计误差向量δf＝[δfxδfyδfz]，由上述5个向量构建组合导航系统卡尔曼滤波器的状态向量其中：为经度测量误差、δλ为纬度测量误差、δh为高程测量误差、δve为东向速度测量误差、δvn为北向速度测量误差、δvu为天向速度测量误差、δp为俯仰角测量误差、δr为横滚角测量误差、δA为航向角测量误差、[δwxδwyδwz]分别为陀螺仪三个方向的误差向量、[δfxδfyδfz]分别为加速度计三个方向的误差向量；4、用捷联惯性导航系统预估出伪距和伪距率向量；用GPS接收机信息计算出伪距和伪距率，用GPS接收机钟差与钟漂的计算值或预估值，构建组合导航系统卡尔曼滤波器的量测向量其中，ρINS和为通过捷联惯性导航系统测量信息预估得到的n×1维伪距和伪距率向量；ρGPS和为通过GPS测量信息计算出的n×1维伪距和伪距率向量；δtu和δdu分别为GPS接收机钟差和钟漂的计算值或预估值；n为当前历元GPS可视卫星的数量5、监测GPS接收机的可视卫星数量a、当可视卫星数量大于等于4颗计算误差检测门限Tthreshold和检测样本ΔT，其中 其中σcal为时长60s的GPS接收机钟差计算值的标准差；σpre为时长60s的GPS接收机钟差预测值的标准差；标准差通过式计算得到；其中xi为60s中每秒的钟差的计算值或预测值；为60s中钟差的计算值或预测值的平均值；ΔT＝δtucal-δtupre，其中δtucal当前接收机钟差计算值，δtupre为当前接收机钟差预测值，它通过公式1算出；当|ΔT|＞Tthreshold则判定存在误差，使用GPS接收机钟差和钟漂的预测值代替计算值,参与公式2的组合导航卡尔曼滤波运算；否则判定不存在误差，使用接收机钟差和钟漂的计算值参与组合导航卡尔曼滤波运算；b、当可视卫星数量小于4颗卫星数量少于4颗时，因无法计算得到GPS接收机钟差和钟漂，直接使用GPS接收机钟差和钟漂的预测值参与公式2的组合导航卡尔曼滤波运算；6、使用计算得到组合导航系统卡尔曼滤波器输出的INS导航解误差修正值，其中：X为步骤3中构建的状态向量；Z为步骤4中构建的测量向量；K为卡尔曼增益；H为量测矩阵；为INS导航解误差修正值。7、使用步骤6中的INS导航解误差修正值对惯性导航系统包括位置、速度和姿态等导航解进行误差修正，其中为位误差修正量，为速度误差修正量，为姿态误差修正量，δωcorr为陀螺仪误差修正量，δfcorr为加速度计误差测量修正量，惯性导航解的位置测量误差修正通过式进行修正，其中，rins为惯性导航系统测量得到的位置测量值，rinsgps为修正后的位置测量值；惯性导航解的速度测量误差通过式进行修正，其中，vins为惯性导航系统测量得到的速度测量值，vinsgps为修正后的速度测量值；惯性导航解的姿态测量误差通过式进行修正，其中，εins惯性导航系统测量得到的姿态测量值，εinsgps为修正后的姿态测量值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 昆明船舶设备研究试验中心(中国船舶集团有限公司七五〇试验场) 基于接收机钟差INS/GPS紧耦合组合导航增强方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD