一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法技术

本发明专利技术提供一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，包括以下步骤：步骤1、将惯性导航装置安装于试验用车上，加电启动，完成初始工作准备及自检；步骤2、车辆静止时，装订初始里程计标度及方位安装误差角，装订停车点BD2的位置信息完成系统装订；步骤3、接收寻北命令，自动完成寻北并进入导航状态；以及步骤4、车辆启动，沿选定路线行驶，系统由BD2位置信息和里程航位推算同时标定里程计标度及方位安装误差角，里程计标定为实时采集里程计脉冲，由航位推算估计终点坐标，并自动标定计算得到里程计标度及安装误差角；BD2标定采用位置信息计算里程计标度及安装误差角。利用本发明专利技术的组合标定方法，可提高惯导/BD2/里程计组合导航的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法
本专利技术涉及惯导
，具体而言涉及一种可快速提高捷联惯导精度的用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法。
技术介绍
组合导航主要通过惯性导航装置与北斗二代卫星导航系统(以下简称BD2)/里程计组合实现，卡尔曼滤波器将惯性解算得到的速率信息与里程计速率信息组合，进行误差估计与补偿，得到载体位置、姿态和速度等导航信息。当BD2信号有效时，通过位置和速度综合滤波导航算法，实现系统组合导航。里程计作为一种测量车辆行驶里程的设备，可在BD2信号失效时作为惯导的辅助信息源，而且可与惯导系统组合构成航位推算系统，避免了不断停车校正惯导的不便性。里程计的标度因数是制约航位推算系统精度的关键参数之一。由于受车辆载荷、轮胎磨损、充气压力和温度等因素的影响，里程计标度因数存在逐次变化,须在每次任务开始时对该系数进行在线标定。在进行惯导/BD2/里程计组合导航研究时,通常是先由跑车试验进行里程计标定,计算得到标定结果:里程计标度和方位误差夹角，然后装订参数至惯导系统中，得到用于组合导航的里程计数据。然而里程计的标定在系统跑车刚启动时误差较大，此时系统计算得到的里程计数据不能真实反映车辆的实际里程数。
技术实现思路
为了提高惯导/BD2/里程计组合导航精度，本专利技术旨在提出一种可快速提高捷联惯导精度的BD2/里程计组合标定方法。实现里程计参数的高精度标定，需要精确的位置基准。而BD2在一段距离内可以提供精度很高的相对位置信息，在跑车刚启动时就进行两者的组合标定，利用BD2的标定结果不断修正里程计标定误差，达到高精度的里程数据信息，从而提高组合导航精度。本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。为达成上述目的，本专利技术提出一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，包括以下步骤：步骤1、将惯性导航装置安装于试验用车上，加电启动，完成初始工作准备及自检；步骤2、车辆静止时，装订初始里程计标度及方位安装误差角，装订停车点BD2的位置信息完成系统装订；步骤3、接收寻北命令，自动完成寻北并进入导航状态；步骤4、车辆启动，沿选定路线行驶，系统由BD2(即北斗二代卫星导航系统)位置信息和里程航位推算同时标定里程计标度及方位安装误差角，其中，里程计标定为实时采集里程计脉冲，由航位推算估计终点坐标，并自动标定计算得到里程计标度及安装误差角；BD2标定采用位置信息计算里程计标度及安装误差角，车辆每行驶大约2km分别由里程航位推算和BD2位置信息标定一次里程计，将此刻里程航位推算的坐标值与BD2的位置信息相比较，若误差相对精度大于1％，则由BD2位置信息标定的结果更新里程参数，并进行里程计标度、安装角修正，作为下一段标定的里程装订参数，同时将此刻的BD2坐标值作为下一段2km路程标定的起始位置；重复上述标定过程，直到两种标定的误差相对精度小于1％，结束标定，将此次的里程标度、安装误差角作为最终的里程装订参数，通过捷联惯导与北斗/里程计组合，由Kalman滤波估计出捷联惯导的输出误差，并不断修正输出各导航参数，以提高定位精度。本专利技术与现有技术相比，其优点在于：在惯导/里程计组合标定里程计参数的基础上又加入了BD2位置信息标定。BD2位置信息标定与里程航位推算标定同时进行，并对里程航位推算标定结果进行不断修正，为研究高精度的惯导/BD2/里程组合定位定向导航系统提供了更好的支持。里程计的标度因数和安装误差角是制约航位推算系统精度的关键参数。在里程计自身参数标定的基础上结合BD2位置信息标定对里程计标定的修正，其性能要优于单独里程航位推算标定的结果，同时在未知固定坐标点的广域范围内可实现车辆运动过程中的实时标定。本专利技术方法通过BD2和里程计两种标定方法的结合，实现了高精度的里程计组合标定。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是根据本专利技术某些实施例的用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法的流程示意图。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。结合图1所示，根据本专利技术的实施例，一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，包括以下步骤：步骤1、将惯性导航装置安装于试验用车上，加电启动，完成初始工作准备及自检；步骤2、车辆静止时，装订初始里程计标度及方位安装误差角，装订停车点BD2的位置信息完成系统装订；步骤3、接收寻北命令，自动完成寻北并进入导航状态；步骤4、车辆启动，沿选定路线行驶，系统由BD2(即北斗二代卫星导航系统)位置信息和里程航位推算同时标定里程计标度及方位安装误差角，其中，里程计标定为实时采集里程计脉冲，由航位推算估计终点坐标，并自动标定计算得到里程计标度及安装误差角；BD2标定采用位置信息计算里程计标度及安装误差角，车辆每行驶大约2km分别由里程航位推算和BD2位置信息标定一次里程计，将此刻里程航位推算的坐标值与BD2的位置信息相比较，若误差相对精度大于1％，则由BD2位置信息标定的结果更新里程参数，并进行里程计标度、安装角修正，作为下一段标定的里程装订参数，同时将此刻的BD2坐标值作为下一段2km路程标定的起始位置；重复上述标定过程，直到两种标定的误差相对精度小于1％，结束标定，将此次的里程标度、安装误差角作为最终的里程装订参数，通过捷联惯导与北斗/里程计组合，由Kalman滤波估计出捷联惯导的输出误差，并不断修正输出各导航参数，以提高定位精度。在一些可选的例子中，步骤4中，里程计标定采用经典标定算法，其实现过程说明如下：车辆在已知两坐标点间沿固定路线行驶，记录里程计输出的脉冲数N，两坐标点间的距离为S，则里程计标度因数为：k＝S/N。里程计速度：里程计速度在导航坐标系n的表达式：则里程计计算的位置微分方程为:其中，LL、BL、hL分别为航位推算里程计定位解算的经度、纬度和高度，且对定位误差影响较大的方位安装误差角其中,Lx1、Ly1为车辆真实位移在东向和北向的投影分量，计算公式如下:Lx1＝(RN+h)cosLasin(Bb-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将惯性导航装置安装于试验用车上，加电启动，完成初始工作准备及自检；步骤2、车辆静止时，装订初始里程计标度及方位安装误差角，装订停车点BD2的位置信息完成系统装订；步骤3、接收寻北命令，自动完成寻北并进入导航状态；步骤4、车辆启动，沿选定路线行驶，系统由BD2位置信息和里程航位推算同时标定里程计标度及方位安装误差角，其中:里程计标定为实时采集里程计脉冲，由航位推算估计终点坐标，并自动标定计算得到里程计标度及安装误差角；BD2标定采用位置信息计算里程计标度及安装误差角，车辆每行驶大约2km分别由里程航位推算和BD2位置信息标定一次里程计，将此刻里程航位推算的坐标值与BD2的位置信息相比较，若误差相对精度大于1％，则由BD2位置信息标定的结果更新里程参数，并进行里程计标度、安装角修正，作为下一段标定的里程装订参数，同时将此刻的BD2坐标值作为下一段2km路程标定的起始位置；重复上述标定过程，直到两种标定的误差相对精度小于1％，结束标定，将此次的里程标度、安装误差角作为最终的里程装订参数，通过捷联惯导与北斗/里程计组合，由Kalman滤波估计出捷联惯导的输出误差，并不断修正输出各导航参数，以提高定位精度。...

【技术特征摘要】
1.一种用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将惯性导航装置安装于试验用车上，加电启动，完成初始工作准备及自检；步骤2、车辆静止时，装订初始里程计标度及方位安装误差角，装订停车点BD2的位置信息完成系统装订；步骤3、接收寻北命令，自动完成寻北并进入导航状态；步骤4、车辆启动，沿选定路线行驶，系统由BD2位置信息和里程航位推算同时标定里程计标度及方位安装误差角，其中:里程计标定为实时采集里程计脉冲，由航位推算估计终点坐标，并自动标定计算得到里程计标度及安装误差角；BD2标定采用位置信息计算里程计标度及安装误差角，车辆每行驶大约2km分别由里程航位推算和BD2位置信息标定一次里程计，将此刻里程航位推算的坐标值与BD2的位置信息相比较，若误差相对精度大于1％，则由BD2位置信息标定的结果更新里程参数，并进行里程计标度、安装角修正，作为下一段标定的里程装订参数，同时将此刻的BD2坐标值作为下一段2km路程标定的起始位置；重复上述标定过程，直到两种标定的误差相对精度小于1％，结束标定，将此次的里程标度、安装误差角作为最终的里程装订参数，通过捷联惯导与北斗/里程计组合，由Kalman滤波估计出捷联惯导的输出误差，并不断修正输出各导航参数，以提高定位精度。2.根据权利要求1所述的用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，其特征在于，步骤4中，里程计标定采用经典标定算法，其实现过程如下：车辆在已知两坐标点间沿固定路线行驶，记录里程计输出的脉冲数N，两坐标点间的距离为S，则里程计标度因数为：k＝S/N；里程计速度：里程计速度在导航坐标系n的表达式：则：里程计的位置微分方程为:其中，ＬＬ、ＢＬ、hL分别为航位推算里程计定位解算的经度、纬度和高度，且对定位误差影响较大的方位安装误差角其中,Lx1、Ly1为车辆真实位移在东向和北向的投影分量，计算公式如下:Lx1＝(RN+h)cosLasin(Bb-Ba)，Ly1＝(RM+h)sin(Lb-La)；Lx2、Ly2为车辆计算位移在东向和北向的投影分量，计算公式如下:Lx2＝(RN+h)cosLasin(Bb′-Ba)，Ly2＝(RM+h)sin(Lb′-La)。3.根据权利要求1或2所述的用于捷联惯导的北斗/里程计组合标定方法，其特征在于，所述步骤4中，BD2位置信息标定的方法包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，向荣，尹世梅，付小杰，郭林峰，张国林，凌航，郭晓丹，
申请(专利权)人：北方信息控制集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32