地下空间惯性测量与无线传感器组合定位系统与方法与流程

文档序号:12655052阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种地下空间惯性测量与无线传感器组合定位系统,包括惯性测量单元(1)、惯性测量处理模块(2)、无线信号接收器(3)、卡尔曼滤波计算模块(4)、地下通道反馈模块(5)和电源模块,其特征是:所述惯性测量单元(1)的输出端与惯性测量处理模块(2)相连,惯性测量处理模块(2)与无线信号接收器(3)分别连接卡尔曼滤波计算模块(4),地下通道反馈模块(5)与惯性测量处理模块(2)相连,卡尔曼滤波计算模块(4)同时接收惯性测量处理模块(2)和无线信号接收器(3)的输出信号,通过多状态卡尔曼滤波计算,修正惯性测量处理模块(2)和无线信号接收器(3)参数,将修正的参数反馈到惯性测量处理模块(2)和无线信号接收器(3),惯性测量处理模块(2)接收卡尔曼滤波计算模块(4)反馈的修正参数后得到组合导航数据,导航数据输入到地下通道反馈模块(5)中。

2.根据权利要求1所述的地下空间惯性测量与无线传感器组合定位系统,其特征在于:所述惯性测量单元(1),包括陀螺仪(11)、加速度计(12)和温度传感器(13),三者的输出连接滤波器(14)和同步化模块(15),再经A/D转换模块(16)进行模数转换后输出。

3.根据权利要求1所述的地下空间惯性测量与无线传感器组合定位系统,其特征在于:所述卡尔曼滤波计算模块(4)为采用紧耦合算法的卡尔曼滤波计算模块。

4.一种使用权利要求1、2或3所述地下空间惯性测量与无线传感器组合定位系统进行地下空间组合定位的方法,包括如下步骤:

a. 在地下空间通道每隔设定的距离处布设锚点,并测出锚点的位置信息;

b. 将组合定位系统固定在运动载体上,通过惯性测量单元(1)测量行进中运动载体的三轴角速度和三轴比力值之后传输给惯性测量处理模块(2),经惯性测量处理模块(2)进行惯性测量力学编排得到运动载体的位置、速度和姿态,根据这些值预测计算相对于惯性测量单元(1)的距离;

c. 组合定位系统经过非锚点布设区域时,惯性测量单元(1)输出的导航数据进入地下通道反馈模块,修正导航数据,得出位置信息;

d. 组合定位系统经过锚点布设区域时,锚点(6)发射无线电信号和锚点的位置信息,无线信号接收器(2)接收锚点发射的无线电信号,计算接收器和锚点的距离,卡尔曼滤波计算模块(4)接收惯性测量处理模块(3)和无线信号接收器(2)的输出的距离信息,通过多状态卡尔曼滤波计算修正参数,并将修正参数反馈到惯性测量处理模块(2),惯性测量处理模块(2)接收修正参数,计算导航数据,导航数据输入到地下通道反馈模块(5),对导航数据进行修正,得出位置信息。

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