專利名稱：一種gps滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，可有效、自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)GPS滯后特性檢測(cè)，屬于導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
GPS可以在全球范圍內(nèi)，全天候、實(shí)時(shí)地為各種用戶提供運(yùn)載體的絕對(duì)位置、速度、 航向和時(shí)間信息，因其高精度定位得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于GPS解算延遲、OEM板固有延遲及數(shù)據(jù)解碼傳輸?shù)仍?，GPS測(cè)量系統(tǒng)存在隨機(jī)延遲的現(xiàn)象，在運(yùn)載體轉(zhuǎn)彎時(shí)由于滯后特性造成的不良影響尤為突出，而目前還沒(méi)有一種有效的自適應(yīng)檢測(cè)GPS滯后特性的方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決GPS存在輸出延遲的問(wèn)題，提出一種GPS滯后特性自適應(yīng)檢測(cè)的方法。該方法基于DR的測(cè)量實(shí)時(shí)性和短時(shí)高精度，以航向差和速度為檢測(cè)量，能夠自適應(yīng)地檢測(cè)出GPS的滯后時(shí)間。
本發(fā)明的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟
步驟一分別采集同一運(yùn)載體的GPS測(cè)量系統(tǒng)和DR測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)，其中， GPS測(cè)量信息包括位置、航向和速度，DR測(cè)量系統(tǒng)包括里程儀脈沖數(shù)和陀螺角速度；
步驟二 設(shè)定GPS航向差序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)判別閾值，基于GPS測(cè)量航向信息和陀螺儀測(cè)量角速度信息，分別構(gòu)造GPS、DR系統(tǒng)的航向差檢測(cè)序列，在檢測(cè)條件下，進(jìn)行GPS滯后時(shí)間自適應(yīng)檢測(cè)；
步驟三設(shè)定GPS速度序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)判別閾值，基于GPS測(cè)量速度信息和里程儀速度信息，分別構(gòu)造GPS、DR系統(tǒng)的速度檢測(cè)序列，在檢測(cè)條件下，進(jìn)行GPS滯后時(shí)間自適應(yīng)檢測(cè)；
步驟四設(shè)定航向差檢測(cè)序列窗口與速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的重合度閾值 C，若航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)大于重合度閾值C，則根據(jù)測(cè)量元件精度，設(shè)定航向差序列檢測(cè)可信因子及速度序列檢測(cè)可信因子，進(jìn)而確定GPS 滯后時(shí)間；若航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)小于重合度閾值 C，則根據(jù)各自檢測(cè)結(jié)果確定GPS滯后時(shí)間；
步驟五判斷檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間是否小于零，若檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間小于零，則說(shuō)明DR測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障；若檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間大于零，則繼續(xù)進(jìn)行步驟二。
通過(guò)上述方法，基于慣性器件的實(shí)時(shí)輸出性和短期高精度，構(gòu)造GPS、DR雙系統(tǒng)航向差檢測(cè)序列和速度檢測(cè)序列，能夠自適應(yīng)、有效地檢測(cè)GPS滯后時(shí)間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)本發(fā)明利用陀螺儀、里程儀的實(shí)時(shí)輸出性和短期高精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS的滯后特性進(jìn)行自適應(yīng)檢測(cè)；
(2)能夠準(zhǔn)確地確定GPS滯后時(shí)間，為GPS和其他導(dǎo)航系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)同步提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)；
(3)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，結(jié)果可靠。


圖1是本發(fā)明的方法流程圖加為實(shí)施例一中，175 20 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的航向差序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖2b為實(shí)施例一中，175 20 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中航向差檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的航向信息構(gòu)造的航向差序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖2c為實(shí)施例一中，95 12 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的航向差序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖2d為實(shí)施例一中，95 12 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中航向差檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的航向信息構(gòu)造的航向差序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖3a為實(shí)施例一中，115 13 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖北為實(shí)施例一中，115 13 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中速度檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖3c為實(shí)施例一中，195 21 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖3d為實(shí)施例一中，195 21 時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中速度檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖如為實(shí)施例二中，20 40s時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的航向差序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖4b為實(shí)施例一中，20 40s時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中航向差檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的航向信息構(gòu)造的航向差序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖fe為實(shí)施例二中，70 90s時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖恥為實(shí)施例二中，70 90s時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中速度檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖5c為實(shí)施例二中，100 120s時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)原始輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖5d為實(shí)施例二中，100 120s時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明中速度檢測(cè)方法確定的滯后時(shí)間，GPS測(cè)量系統(tǒng)、DR測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)后的輸出信息構(gòu)造的速度序列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比圖。
圖6為實(shí)施例一中，GPS測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的車輛運(yùn)行路徑；
圖7為實(shí)施例二中，GPS測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的車輛運(yùn)行路徑。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明是一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，流程如圖1所示，包括以下幾個(gè)步驟
步驟一分別采集同一運(yùn)載體的GPS測(cè)量系統(tǒng)和DR測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)，其中， GPS測(cè)量信息包括位置、航向和速度，DR測(cè)量系統(tǒng)包括里程儀脈沖數(shù)和陀螺角速度；
步驟二 設(shè)定GPS航向差序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)判別閾值，基于GPS測(cè)量航向信息和陀螺儀測(cè)量角速度信息，分別構(gòu)造GPS、DR系統(tǒng)的航向差檢測(cè)序列，在一定的檢測(cè)條件下，進(jìn)行GPS滯后時(shí)間自適應(yīng)檢測(cè)，具體包括以下幾個(gè)步驟；
(1)設(shè)定航向差序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)條件；
設(shè)定滯后檢測(cè)窗口寬度為M,由于陀螺儀的輸出頻率通常情況下遠(yuǎn)高于GPS的輸出頻率，并且具有短時(shí)高精度，因此可以基于陀螺儀的測(cè)量信息進(jìn)行GPS的滯后特性進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)GPS速度大于一定閾值時(shí)，GPS測(cè)量的航向可信度較高，在航向角準(zhǔn)確度較高時(shí)檢測(cè)GPS是否存在滯后比較準(zhǔn)確；在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，GPS的航向變化較大，滯后效應(yīng)比較明顯，故可選擇在車輛轉(zhuǎn)彎段進(jìn)行GPS航向滯后檢測(cè)。利用航向差序列進(jìn)行GPS滯后特性檢測(cè)的條件為ν (/') >= νψ _ threshold, i = k—M + \ …，k
ΣWgyro^)>ψ _ threshold, k = M ,1* M ,3* M,ii=k-M+l
其中，vgps (i)為GPS在i時(shí)刻測(cè)量的速度，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；v^threshold為設(shè)定GPS航向可信的速度閾值；^ra(Z)為i時(shí)刻陀螺儀測(cè)量的航向角速度；V_threshold為航向存在較大幅度變化的航向閾值，通常可取為25° 35° ；
(2)判斷航向角、航向角速度是否符合上述檢測(cè)條件，如果符合，構(gòu)造GPS測(cè)量系統(tǒng)航向差序列和DR測(cè)量系統(tǒng)航向差序列，如果不符合，則繼續(xù)等待下一檢測(cè)窗口內(nèi)的GPS、 DR的測(cè)量數(shù)據(jù)。
GPS測(cè)量系統(tǒng)航向差序列Δ urgps_sequence為
\ gps —sequence = gps(Ji —Μ + gp 人k —M + 2),…，Κψgps(k)Yk = M ,2* M ,3* M,…Δ Ψ- if) = Wgvs (0 - Ψ- (i-V),i=k-M + \,-",k
其中，Δ Vgps(i)表示GPS測(cè)量得到的i時(shí)刻與i-1時(shí)刻的航向角的差值，i為GPS 的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻，k為檢測(cè)窗口邊界；Vgps(i)為GPS測(cè)量得到的i時(shí)刻的航向角。
DR測(cè)量系統(tǒng)航向差序列Δ ￥dr_sequence為
Δ Wdr — sequence = {Δ ψ τ (k -M +1), Δ ψ τ (眾一M + 2),.. .，Δ ψΛ. (^)} ,k=M,2*M,3*M,··· < .δ ΨΛγ (0 = [^i Wgyro (tyit,i=k-M+\,.、k
其中，Δ Vdr(i)為在GPS—個(gè)測(cè)量周期內(nèi)陀螺儀的積分得到的航向角的變化量， i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；IfZgymU)為i時(shí)刻陀螺儀測(cè)量的航向角速度；
(3)采用航向差序列檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，得到GPS滯后時(shí)間；
由于GPS與陀螺儀均是對(duì)同一運(yùn)載體進(jìn)行測(cè)量，而陀螺儀的輸出可看作實(shí)時(shí)的， 因此可以利用陀螺儀的輸出檢測(cè)GPS的滯后時(shí)間。只有當(dāng)兩序列的輸出為同步時(shí)，兩序列的匹配程度最高。因此，若將Δ Vgps_Sequence整體向右平移α—后，能夠使得新的⑶和Δ U/dl_SeqUenCe兩序列的差值的萊布尼茨范數(shù)最小，則(i—即為航向差序列檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間。航向差序列檢測(cè)方法為
Δ^—叫浙膽(7；) = 0 #-Μ + 1 + Γ。),Δ 淋-Μ + 2 + Γ。),···，Δ # + Γ0)；}
k = M，2*M，3*M，…，T0 =-Tmax，--1,0,1,…，Tmax
Δ Ψ: — sequence (Τ; delay ) - Ai^dr _ sequence\ =J Σ (Δ + C—一(θ)' = minV i=k-M+\
k = M，2*M，3*M，...
其中，I I · I |F為向量的萊布尼茨范數(shù)，為將Δ u;gps_sequence 向右平移Ttl得到的新的GPS航向差序列；Tmax為GPS可能的滯后時(shí)間范圍，通常取為3 k ； i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；min為由所有平移后的GPS構(gòu)造的航向差序列和DR構(gòu)造的航向差序列差值的萊布尼茨范數(shù)的最小值，7^>一為使上式取得最小值的Ttl 的值，即由航向差序列檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間。
步驟三設(shè)定GPS速度序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)判別閾值，基于GPS測(cè)量速度信息和里程儀速度信息，分別構(gòu)造GPS、DR系統(tǒng)的速度檢測(cè)序列，在一定的檢測(cè)條件下，進(jìn)行GPS 滯后時(shí)間自適應(yīng)檢測(cè)，具體包括以下幾個(gè)步驟；
(1)設(shè)定速度序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)條件；
設(shè)定滯后檢測(cè)窗口寬度為N，當(dāng)車輛速度很小或者接近停車時(shí)，此時(shí)GPS和里程儀的測(cè)量值都可能存在一定的誤差，因此當(dāng)速度大于一定閾值時(shí)進(jìn)行GPS速度滯后檢測(cè)比較合適。若車輛一直勻速或接近勻速行駛，GPS是否滯后難以判斷，只有當(dāng)車輛進(jìn)行加速、減速行駛時(shí)，可以通過(guò)兩種不同的速度測(cè)量方式檢測(cè)GPS是否滯后，而一段時(shí)間內(nèi)速度的方差可以反映出車輛速度變化的波動(dòng)情況，當(dāng)方差大于一定閾值時(shí)，可以進(jìn)行GPS滯后判定。 利用速度序列進(jìn)行GPS滯后特性檢測(cè)的條件為Vgps(/') >= ν_threshold,i = k-N+ l,k-N+ 2,---,k
\ 1 JL·1 JL·2—Σ [^(O-- Σ ^5(O)] >、—threshold,k = N,2*N,3*N,···Jy ~ ^ i=k—N+\丄、i=k—N+\
其中，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；V_threShold為設(shè)定GPS速度可信的速度閾值；vePS (i)為i時(shí)刻GPS測(cè)量的速度；Vv _threshold為速度序列存在較大幅度變化的速度閾值，一般取為0. 8 1. 2 ；
(2)判斷速度、速度方差是否符合上述檢測(cè)條件，如果符合，構(gòu)造GPS測(cè)量系統(tǒng)速度序列和DR測(cè)量系統(tǒng)速度序列，如果不符合，則等待下一檢測(cè)窗口內(nèi)的GPS、DR的測(cè)量數(shù)據(jù)。
GPS測(cè)量系統(tǒng)速度序列vgps_sequence為
Vgp^sequence = {vGPS (k-Ν+Ι)，vGPS (k_N+2)，...，vGPS (k)}，k = N，2*N，3*N，... DR 測(cè)量系統(tǒng)速度序列vto_sequence為
權(quán)利要求
1.一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟步驟一分別采集同一運(yùn)載體的GPS測(cè)量系統(tǒng)和DR測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)，其中，GPS測(cè)量信息包括位置、航向和速度，DR測(cè)量系統(tǒng)包括里程儀脈沖數(shù)和陀螺角速度；步驟二 設(shè)定GPS航向差序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)判別閾值，基于GPS測(cè)量航向信息和陀螺儀測(cè)量角速度信息，分別構(gòu)造GPS、DR系統(tǒng)的航向差檢測(cè)序列，在檢測(cè)條件下，進(jìn)行GPS 滯后時(shí)間自適應(yīng)檢測(cè)；步驟三設(shè)定GPS速度序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)判別閾值，基于GPS測(cè)量速度信息和里程儀速度信息，分別構(gòu)造GPS、DR系統(tǒng)的速度檢測(cè)序列，在檢測(cè)條件下，進(jìn)行GPS滯后時(shí)間自適應(yīng)檢測(cè)；步驟四設(shè)定航向差檢測(cè)序列窗口與速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的重合度閾值C， 若航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)大于重合度閾值C，則根據(jù)測(cè)量元件精度，設(shè)定航向差序列檢測(cè)可信因子及速度序列檢測(cè)可信因子，進(jìn)而確定GPS滯后時(shí)間；若航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)小于重合度閾值 C，則根據(jù)各自檢測(cè)結(jié)果確定GPS滯后時(shí)間；步驟五判斷檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間是否小于零，若檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間小于零，則說(shuō)明 DR測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障；若檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間大于零，則繼續(xù)進(jìn)行步驟二。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟二具體包括以下幾個(gè)步驟；(1)設(shè)定航向差序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)條件；設(shè)定滯后檢測(cè)窗口寬度為M，利用航向差序列進(jìn)行GPS滯后特性檢測(cè)的條件為Vgps(/') >= νψ _threshold,i = k-M + !,·■■ ,kJ k ·Σ Ψ評(píng)(0 >Ψ — threshold,Λ = Μ,23…J=k-M+\其中，Vgps(i)為GPS在i時(shí)刻測(cè)量的速度，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；v^threshold為設(shè)定GPS航向可信的速度閾值 ’ψ;0( )為i時(shí)刻陀螺儀測(cè)量的航向角速度；!!^threshold為航向存在較大幅度變化的航向閾值；(2)判斷航向角、航向角速度是否符合上述檢測(cè)條件，如果符合，構(gòu)造GPS測(cè)量系統(tǒng)航向差序列和DR測(cè)量系統(tǒng)航向差序列，如果不符合，則繼續(xù)等待下一檢測(cè)窗口內(nèi)的GPS、DR的測(cè)量數(shù)據(jù)；GPS測(cè)量系統(tǒng)航向差序列Δ Vgps_sequence為 Δ Wgps —sequence = {Δ ψgps (k -M +1)，Δ ψgps (k —Μ + 2\..· ,Χψ=M M β* M ,… 、δ Wgps (0 = Wgps H) - Wgps (i-r)’i=k-M + l,.-,k其中，Δ ￥gps(i)表示GPS測(cè)量得到的i時(shí)刻與i-Ι時(shí)刻的航向角的差值，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻，k為檢測(cè)窗口邊界；Vgps⑴為GPS測(cè)量得到的i時(shí)刻的航向角；DR測(cè)量系統(tǒng)航向差序列Δ vdl_sequence為Δ ψ Γ — sequence = {Δ ψ Γ (k -M +1)，Δ ψ Γ (眾—M + 2)，.··，Δ ψ . (Α:)}彳=Μ，2 3 *Μ,…< .Δ Ψ Γ (0 = f!, Wgyro (t)dt, i=k—M + \"、k其中，Δ Vdr(i)為在GPS—個(gè)測(cè)量周期內(nèi)陀螺儀的積分得到的航向角的變化量，i為 GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界^gym袖i時(shí)刻陀螺儀測(cè)量的航向角速度；(3)采用航向差序列檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，得到GPS滯后時(shí)間；航向差序列檢測(cè)方法為—從糾例ασ。)= ·(Δ Μ + 1 + Γ。),Δ 淋-M + 2 + r。),...，A s(A; + r0)}k = M，2*M，3*M，…，Ttl =-Tmax, -"1,0,1,…，Tmax |Δ Ψ; — sequence (Τ;—一sequenced =J Σ+) 一 Δ ^fr (θ) = mink = M，2*M，3*M，…其中，I I · I |F為向量的萊布尼茨范數(shù)，為將Δ Vgps_sequence向右平移Ttl得到的新的GPS航向差序列；Tmax為GPS可能的滯后時(shí)間范圍，通常取為3 5s ； i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；min為由所有平移后的GPS構(gòu)造的航向差序列和DR構(gòu)造的航向差序列差值的萊布尼茨范數(shù)的最小值，為使上式取得最小值的Ttl 的值，即由航向差序列檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟三具體包括以下幾個(gè)步驟；(1)設(shè)定速度序列檢測(cè)窗口寬度及檢測(cè)條件；設(shè)定滯后檢測(cè)窗口寬度為N，利用航向差序列進(jìn)行GPS滯后特性檢測(cè)的條件為 Vgps(/') >= ν_threshold,i = k-N+ l,k-N+ 2,---,kΣ去 Σ ^5(O)] >、—threshold,k = N,2*N,3*N,···其中，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；V_threshold為設(shè)定GPS速度可信的速度閾值；vePS (i)為i時(shí)刻GPS測(cè)量的速度；Vv _threshold為速度序列存在較大幅度變化的速度閾值；(2)判斷速度、速度方差是否符合上述檢測(cè)條件，如果符合，構(gòu)造GPS測(cè)量系統(tǒng)速度序列和DR測(cè)量系統(tǒng)速度序列，如果不符合，則等待下一檢測(cè)窗口內(nèi)的GPS、DR的測(cè)量數(shù)據(jù)；GPS測(cè)量系統(tǒng)速度序列Vgps_Sequence為vgps_sequence = {vGPS (k-N+1)，vGPS (k_N+2)，…，vGPS (k)}，k = N，2*N，3*N，... DR 測(cè)量系統(tǒng)速度序列vdr_sequence為Vdr —sequence = \vJJi - NJJi - N+2),.、VJli)lk = N 7 N 7 N,… vdr(i) = WS,i=k-N+l,k-N+2,-,k其中，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界；V(t(i)為i時(shí)刻里程儀測(cè)量的速度；P。d(i)為i_l i時(shí)間段內(nèi)里程儀測(cè)量的脈沖數(shù)；S為里程儀比例因子；(3)采用速度序列檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，得到GPS滯后時(shí)間；速度序列檢測(cè)方法如下式所示k = M，2*M，3*M，...，T1 = -Tmaxl, -"1,0,1,…，TmaxlIv^r _se^ence(TgPS_deiay) ~Vdr _sequence\F = Σ (UO. + C—d—) —W))2 =min, kV i=k-N+\= N，2*N，3*N，…其中，Μ · I |F為向量的萊布尼茨范數(shù)，i為GPS的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻；k為檢測(cè)窗口邊界； C JegMmceCQ為將Vgps_Sequence向右平移T1得到的新的GPS速度序列；Tmaxl為GPS 可能的滯后時(shí)間范圍，通常取3 k ；min為由所有新測(cè)GPS構(gòu)造的速度序列和DR構(gòu)造的速度序列差值的萊布尼茨范數(shù)的最小值，^為由速度序列檢測(cè)的GPS滯后時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟四具體包括以下幾個(gè)步驟；步驟a、設(shè)定航向差檢測(cè)序列窗口與速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的重合度閾值C，C 通常可取為M、N中較小者的75% ；步驟b、如果航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)大于重合度閾值C，進(jìn)入步驟c;如果航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)不大于重合度閾值C，進(jìn)入步驟d;步驟c、若航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)大于重合度閾值C，則GPS滯后時(shí)間的確定方法為 GPS測(cè)量系統(tǒng)的滯后時(shí)間為 τ =ClTv +a Tvgps _ delaygps _ delay 2 gps_ delay其中，α i為航向差序列檢測(cè)算法的置信因子；α 2為速度序列檢測(cè)算法的置信因子； Tgps delay為最終檢測(cè)的GPS測(cè)量系統(tǒng)的滯后時(shí)間；步驟d、若航向差檢測(cè)序列窗口和速度檢測(cè)序列窗口內(nèi)公共歷元的個(gè)數(shù)不大于重合度閾值C，則GPS滯后時(shí)間的確定方法為若最近時(shí)間段內(nèi)采用了航向差檢測(cè)方法，則GPS的滯后時(shí)間為r—Τψgps _ delay gps _ delay若最近時(shí)間段內(nèi)采用了速度檢測(cè)方法，則GPS的滯后時(shí)間為J1_ Jivgps _ delay gps _ delay
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述的 ￥_threshold 取值為 25° 35°。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述的 vvar_threshold 取值為 0. 8 1. 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述的， C取M、N中較小者的75%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GPS滯后時(shí)間的自適應(yīng)檢測(cè)方法，該方法基于航位推算系統(tǒng)中慣性測(cè)量單元的測(cè)量實(shí)時(shí)性與短時(shí)高精度，在一定的檢測(cè)條件下，利用GPS測(cè)量的航向信息、速度信息與航位推算系統(tǒng)中陀螺儀測(cè)量的航向角速度、里程儀測(cè)量的速度信息，構(gòu)造GPS、DR兩測(cè)量系統(tǒng)的航向差、速度檢測(cè)序列，能夠有效、自適應(yīng)地檢測(cè)出GPS的滯后時(shí)間。
文檔編號(hào)G01S19/23GK102495415SQ201110384290
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者張曉鷗, 張海, 萇永娜 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)