双天线GNSS/INS组合导航系统的定位方法和装置与流程

文档序号:31132032发布日期:2022-08-13 06:25阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种双天线gnss/ins组合导航系统的定位方法,其特征在于,包括:在对惯性导航系统ins进行初始化过程中,获取双天线全球定位系统gnss的航向角初始值;确定以惯性导航单元imu为中心o的imu坐标系中双天线矢量与imu坐标系的ox轴的夹角;利用所述夹角修正双天线gnss的航向角初始值,得到ins的航向角初始值;在利用ins的航向角初始值完成ins的初始化后,执行组合导航系统的定位操作。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述执行组合导航系统的定位操作,包括:以所述组合导航系统中误差参数为状态量x,构建所述组合导航系统的观测方程;在所述组合导航系统的观测方程中状态量x处于收敛后,获取同一时刻ins与双天线gnss的姿态角,其中所述姿态角包括航向角和俯仰角中至少一个;根据ins与双天线gnss的姿态角,计算姿态角偏差值;在双天线gnss正常工作时,利用姿态角偏差值,修正ins的姿态角,并利用修正后的ins系统的姿态角和双天线gnss的姿态角,进行组合导航系统的定位操作。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:在k个时刻的每个时刻均执行如下操作,直到得到第k时刻航向角偏差稳定值作为所述航向角偏差值δψ,包括:获取第k时刻ins的航向角ψ
ins_k
和双天线gnss的航向角ψ
dualant_k
,并计算第k时刻航向角偏差实时值δψ
k
;根据第k时刻航向角偏差实时值δψ
k
以及第k-1时刻航向角偏差稳定值计算第k时刻航向角偏差稳定值和/或,在k个时刻的每个时刻均执行如下操作,直到得到第k时刻俯仰角偏差稳定值作为所述俯仰角偏差值δθ,包括:获取第k时刻ins的俯仰角θ
ins_k
和双天线俯仰角θ
dualant_k
,并计算第k时刻俯仰角偏差值δθ
k
;根据第k时刻俯仰角偏差值δθ
k
以及第k-1时刻航向角偏差稳定值计算第k时刻俯仰角偏差稳定值其中,k=1,2,3,
……
,k;k为正整数。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:采用如下表达式计算第k时刻航向角偏差稳定值和,包括:和/或,采用如下表达式计算第k时刻俯仰角偏差稳定值采用如下表达式计算第k时刻俯仰角偏差稳定值5.根据权利要2所述的方法,其特征在于,所述利用姿态角偏差值,修正ins的姿态角,
包括:构建姿态角偏差值的观测方程;利用所述姿态角偏差值的观测方程,对所述组合导航系统的观测方程进行更新;其中,所述姿态角偏差值的观测方程的表达式如下:其中,ψ
ins
和ψ
dualant
分别表示ins系统和双天线gnss系统所使用的航向角;θ
ins
和θ
dualant
分别表示ins系统和双天线gnss系统所使用的俯仰角;δψ和δθ分别表示航向角偏差值和俯仰角偏差值;其中n为所述状态量的总维度,其中,在所述状态量x中航向角误差和俯仰角误差位于第n+1维和第n+2维,其中n为大于或等于2且小于或等于n-2的整数。6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在双天线gnss不能正常工作时,如果接收到输出双天线gnss当前姿态信息的请求时,获取当前时刻ins的姿态角;根据ins的姿态角和姿态角偏差值,计算双天线gnss的当前时刻姿态角,得到姿态角估计值;输出所述姿态角估计值。7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在双天线gnss失锁后,如果重新接收到gnss信号,根据ins当前时刻的姿态角和姿态角偏差值,得到当前时刻双天线gnss的姿态信息,得到姿态角参考值;根据所述姿态角参考值以及预先存储的主从天线的距离l,得到本地北东地ned坐标系n下主从天线间的第一相对位置矢量;根据本地ned坐标系n到地心地固系e的转换矩阵将所述第一相对位置矢量转换为地心地固系e的第二相对位置矢量;利用所述第二相对位置矢量,在天线gnss的相对定位观测方程中,求解双天线gnss的姿态信息。8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述利用所述第二相对位置矢量,在天线gnss的相对定位观测方程中,求解双天线gnss的姿态信息之后,所述方法还包括:判断求解结果中的双天线gnss的姿态信息所述姿态角参考值之间的差值是否满足预设的判断条件,得到判断结果;如果判断结果为不满足,则重新执行双天线gnss的测姿计算;如果判断结果为满足,则进行组合导航系统的定位操作。9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。10.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至8任一项中所述的方
法。11.一种双天线gnss/ins组合导航系统的定位装置,其特征在于,设置有如权利要求10所述的电子装置。

技术总结
本申请实施例公开了一种双天线GNSS/INS组合导航系统的定位方法和装置。所述方法包括:在对惯性导航系统INS进行初始化过程中,获取双天线全球定位系统GNSS的航向角初始值;确定以惯性导航单元IMU为中心O的IMU坐标系中双天线矢量与IMU坐标系的OX轴的夹角;利用所述夹角修正双天线GNSS的航向角初始值,得到INS的航向角初始值;在利用INS的航向角初始值完成INS的初始化后,执行组合导航系统的定位操作。作。作。


技术研发人员:王献中 陈孔哲 孙峰
受保护的技术使用者:和芯星通科技(北京)有限公司
技术研发日:2022.04.07
技术公布日:2022/8/12
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