申请/专利权人：淮阴工学院

申请日：2022-12-28

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116086466B

主分类号：G01C21/28

分类号：G01C21/28;G01C21/20;G01C21/16;G01S19/47;G01S19/41;G01S19/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.05.26#实质审查的生效;2023.05.09#公开

摘要：本发明公开了一种提高INS误差精度的方法，所述方法包括：利用GNSSINS松组合模式，将GNSS接收机输出的位置与速度解作为改进自适应滤波SKF的输入，同时结合INS输出的位置与速度，利用改进的自适应滤波对GNSS接收机的输出和INS的输出进行差分运算，并根据差分运算输出的观测值建立误差模型，通过剔除观测值粗差，解析INS误差，选择合适的因子并利用INS误差预测估计最优的INS速度、位置值，实现对INS结果的输出矫正。本发明使用改进的自适应滤波算法，有效的解决了GNSSINS组合导航中观测值异常的问题，并且提高了滤波的计算精度，保证了滤波的可靠性和稳定性。

主权项：1.一种提高INS误差精度的方法，其特征在于，通过改进的自适应滤波算法估计最优的速度、位置，具体包括如下步骤：步骤1：获取INS的误差状态变量组成的15维误差向量，作为系统的状态向量；步骤2：获取INS与GNSS的位置、速度，并将INS与GNSS输出的位置、速度差值作为建立松组合导航系统的量测方程；采用GNSSRTK载波相位差分定位方法，将流动站GNSS接收机输出的模糊定位解GGA注入千寻SDK，进而从基准站获取RTCM载波相位观测值，同时利用回调的方式，再次将RTCM写入GNSS模组，将误差较大的模糊定位解提升为厘米级的高精度定位解；步骤3：利用改进的自适应滤波算法估计最优的速度、位置；具体为利用INS与GNSS观测值和预测值计算协方差估计值和协方差理论值，将其作差后的绝对值作为观测依据，若观测值异常则剔除k时刻的观测值，若无异常，则代入合适自适应因子调节观测值与预测值的权重，从而获取INS速度、位置的最优估计值；所述步骤3中改进的自适应滤波算法具体包括：1在时间更新阶段，假设在Xk-1是k时刻相对于k-1时刻的最优状态估计值，状态一步预测方程为：Xk,k-1＝Φk,k-1Xk-12假设Pk，k-1是k时刻相对于k-1时刻的预测协方差矩阵，Pk-1是k-1时刻的预测协方差矩阵，状态一步预测协方差为： 3在量测阶段可得到k时刻系统的卡尔曼滤波增益方程为： 4滤波状态估计值为：Xk＝Xk,k—1+KkZk-HkXk,k-15状态估计均方误差为： 所述改进的自适应滤波算法选择合适自适应因子αk，调节增益K，继而调节观测值与预测值的比重；所述步骤3中选择合适自适应因子调节增益K，具体包括如下步骤：预测残差：其协方差矩阵理论计算值为：协方差估计值与协方差理论值之差：Δεk＝εTε-tr∑εk1进行缩小范围，判断观测量是否有故障，采用残差χ2的检验法，当|Δεk|＞5时，进行判断是否发生故障，引入故障检测函数为： 式中λk表示自由度为m的χ2分布，其中m为Zk的维数，则判定规则如下：λk＞TD，判定为有故障；λk＜TD，判断无故障；2如果检测出故障，则舍弃k时刻故障观测值，同时取合适自适应因子，用来平衡量测值与观测值的关系，减少误差： 当残差过大时，通过αk自适应因子降低估计过程中预测量的比重，增大观测量的比重；反之观测信息不可靠时，需要通过残差χ2检测，淘汰粗差，则增加预测量比重。

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百度查询： 淮阴工学院 一种提高INS误差精度的方法

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