微慣導(dǎo)與dgps和電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種微慣導(dǎo)與DGPS和電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法。首先利用微慣導(dǎo)、電子羅盤對(duì)組合系統(tǒng)進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，得到載體坐標(biāo)系b到導(dǎo)航坐標(biāo)系n的初始姿態(tài)矩陣；進(jìn)而可以計(jì)算出載體的初始姿態(tài)值；利用微慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置、速度、姿態(tài)及慣性傳感器的誤差方程，建立擴(kuò)展卡爾曼濾波器的狀態(tài)方程；利用電子羅盤和GPS分別建立的觀測(cè)方程組成擴(kuò)展卡爾曼濾波器的觀測(cè)方程；利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器進(jìn)行實(shí)時(shí)估測(cè)微慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)誤差；利用得到的姿態(tài)誤差進(jìn)行修正姿態(tài)矩陣，并計(jì)算出微慣導(dǎo)系統(tǒng)新的姿態(tài)值。本發(fā)明的方法是利用電子羅盤和GPS輔助微慣導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)提高導(dǎo)航姿態(tài)精度的方法。
【專利說(shuō)明】微慣導(dǎo)與DGPS和電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種姿態(tài)測(cè)量方法，具體地說(shuō)是一種微慣導(dǎo)/DGPS/電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]GPS載波相位能夠被利用計(jì)算出非常精確的位置、速度信息，但是其連續(xù)定位能力差、動(dòng)態(tài)性能低，特別是在高樓區(qū)、山區(qū)、隧道、立交橋等惡劣的環(huán)境下，衛(wèi)星信號(hào)容易受到遮擋導(dǎo)致失效，從而使GPS不能進(jìn)行定位；微慣導(dǎo)系統(tǒng)具有獨(dú)立自主工作的優(yōu)點(diǎn)，但其導(dǎo)航誤差隨時(shí)間積累。上述單一的導(dǎo)航系統(tǒng)由于自身存在的不足一GPS載波相位不能夠提供載體的姿態(tài)而微慣導(dǎo)系統(tǒng)雖能夠提供載體的姿態(tài)但其誤差隨時(shí)間積累，無(wú)法提供高精度的載體姿態(tài)的要求；而電子羅盤以其具有完全自主、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)速度快、并能提供姿態(tài)值等優(yōu)點(diǎn)被常選作為一種姿態(tài)測(cè)量的輔助設(shè)備，因此本發(fā)明是將上述的三種導(dǎo)航測(cè)量系統(tǒng)組合起來(lái)使用，以提供高精度的載體姿態(tài)。
[0003]在利用微慣導(dǎo)/GPS載波相位/電子羅盤組合進(jìn)行確定姿態(tài)的研究，目前已有的文章，如上海交通大學(xué)的碩士論文《組合式車載導(dǎo)航系統(tǒng)研究》是將微慣導(dǎo)、GPS、電子羅盤三種測(cè)量方式分成兩組，即微慣導(dǎo)/GPS和微慣導(dǎo)/電子羅盤，進(jìn)行組合測(cè)量，然后建立聯(lián)合卡爾曼濾波器進(jìn)行導(dǎo)航測(cè)量，且微慣導(dǎo)/電子羅盤的組合僅僅利用了微慣導(dǎo)和電子羅盤提供的姿態(tài)之間的差，沒(méi)有得到姿態(tài)差與失準(zhǔn)角之間的關(guān)系。而中北大學(xué)的碩士論文OOMU/GPS/電子羅盤組合導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究》雖將微慣導(dǎo)、GPS、電子羅盤三者進(jìn)行了直接的組合并利用得到的姿態(tài)差與失準(zhǔn)角之間的關(guān)系建立了電子羅盤部分的觀測(cè)方程，但是GPS部分的觀測(cè)方程卻是位置、速度之差，因此得到姿態(tài)精度不高。本發(fā)明不僅將三種測(cè)量方式直接進(jìn)行組合，并利用姿態(tài)差與失準(zhǔn)角之間的關(guān)系建立了電子羅盤部分的觀測(cè)方程，GPS部分的觀測(cè)方程是利用GPS接收機(jī)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行站際星際雙差得到的載波相位誤差和多普勒速度誤差，因此能夠得到高精度的姿態(tài)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能提高導(dǎo)航姿態(tài)精度的微慣導(dǎo)與DGPS和電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]步驟1、利用微慣導(dǎo)、電子羅盤對(duì)組合系統(tǒng)進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，得到載體坐標(biāo)系b到導(dǎo)航坐標(biāo)系η的初始姿態(tài)矩陣(O)；
【權(quán)利要求】
1.一種微慣導(dǎo)與DGPS和電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法，其特征是: 步驟1、利用微慣導(dǎo)、電子羅盤對(duì)組合系統(tǒng)進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，得到載體坐標(biāo)系b到導(dǎo)航坐標(biāo)系η的初始姿態(tài)矩陣C^(O);
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微慣導(dǎo)與DGPS和電子羅盤組合導(dǎo)航姿態(tài)測(cè)量方法，其特征是所述單位向量差q的計(jì)算方法為: 步驟1、計(jì)算GPS衛(wèi)星位置到GPS接收機(jī)位置的單位向量U，計(jì)算公式如下:
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK103900569SQ201410121059
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】奔粵陽(yáng), 楊祥龍, 劉新源, 李明宇, 李敬春, 楊曉龍, 尹冬寒, 趙維珩, 劉適, 阮雙雙 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)