本发明专利技术涉及一种基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统及方法，其中包括卫星导航模块，用以获取所述的农业机械的地理位置信息；航位推测模块，用以采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测计算；导航计算机模块，用以结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔曼数据融合算法对所述的农业机械进行定位。采用该种结构的基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统及方法，实现结合DR算法的实时性和GPS精度高的优点，克服DR算法的积累误差和GPS实施性差的缺陷，具有较高精度和实时性，尤其适用于农业机械辅助驾驶控制系统中数据获取和处理中，具有更广泛的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，其中包括卫星导航模块，用以获取所述的农业机械的地理位置信息；航位推测模块，用以采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测计算；导航计算机模块，用以结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔曼数据融合算法对所述的农业机械进行定位。采用该种结构的，实现结合DR算法的实时性和GPS精度高的优点，克服DR算法的积累误差和GPS实施性差的缺陷，具有较高精度和实时性，尤其适用于农业机械辅助驾驶控制系统中数据获取和处理中，具有更广泛的应用范围。【专利说明】
本专利技术涉及导航定位
，尤其涉及农业机械定位
，具体是指一种 。
技术介绍
随着传感器和控制技术的发展和国家对农业扶持力度的进一步加大，精准农业正 在快速变成一种趋势，而在农业机械辅助驾驶控制过程中，车体航向角和位置信息是控制 算法需要的两大重要因素。目前在导航定位系统中，广泛应用的导航方式有GPS(Global 化sitioning System,全球定位系统）和DR值ead Reckoning,航位推测法）两种。 GI^S具有全球性、全天候、高精度、实时地提供导航、定位和授时信息，但它要求对 卫星有直接的可见性才能发挥其正常功能，当有障碍物或者其他因素影响时，导航卫星的 信号质量明显下降，甚至出现导航信息的中断，难W提供可靠、连续、实时地导航定位信息。 航位推算定位是一种常用的自主式导航定位方法，它是根据运动体的运动方向和 航向距离的测量，从过去已知的位置来推算当前的位置，或预期将来的位置，从而可W得到 一条运动轨迹，W此来引导航行。航位推算导航系统的优点是低成本、自主性和隐蔽性好， 且短时间内精度较高；其缺点是定位误差会随时间快速积累，定位信息发散，不利于长时间 工作，另外它得到的是车辆相对于某一起始点的相对位置。 目前航位推算定位算法主要有两种方式；利用IMUQnedial Measurement化it, 惯性测量单元）传感器的积分算法和里程计直接计算算法。IMU积分算法虽然能够计算距 离，但是由于拖拉机作业时速度基本恒定，积分所获得的速度和位置信息很不准确，所W本 专利技术采用里程计的方式来进行航位推算。 卡尔曼滤波是由R. E. Kalman提出的一种滤波算法，是一种递推线性最小方差估 计，它用"状态"表征系统的各个物理量、用"状态方程"和"量测方程"来描述系统的动力学 模型。由于采用单一导航系统（GI^S或者DR)都有各自的独特性能和局限性，所W本专利技术采 用多卡尔曼滤波信息融合技术把GI^S和DR的数据进行综合，使其性能互补、取长补短。 在现有技术中，卡尔曼滤波是一种数据融合方式，它不单单只应用在GI^S和 DR，它在很多领域都有应用，用好卡尔曼滤波的关键在于滤波参数的确定，如在专利 CN200610032110. 1中提到了 "遗传优化和模糊"确定滤波参数，而在实际工程应用中，此方 法往往有些弊端，比方说需要大量的实际数据来训练模型等等，而本专利技术则是参考传感器 本身的性能参数和少量的采样值来确定滤波参数的，而且在实际工程应用中，姿态角对天 线的修正是十分必要的，而上述专利CN200610032110. 1中没有使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现结合DR算法 的实时性和GI^S精度高的优点、克服DR算法的积累误差和GI^S实施性差的缺陷、具有更广 泛应用范围的。 为了实现上述目的，本专利技术的基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统 及方法具有如下构成： 该基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统，其主要特点是，所述的系 统包括： 卫星导航模块，用W获取所述的农业机械的地理位置信息； 航位推测模块，用W采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测 计算； 导航计算机模块，用W结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔曼数 据融合算法对所述的农业机械进行定位。 较佳地，所述的卫星导航模块为GI^S导航模块，所述的航位推测模块包括里程计 单元和电子罗盘单元。 本专利技术还涉及一种通过所述的系统基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位 的方法，其主要特征在于，所述的方法包括W下步骤： (1)所述的卫星导航模块获取所述的农业机械初始地理位置信息； (2)所述的航位推测模块采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位 推测计算； (3)所述的卫星导航模块获取所述的农业机械当前地理位置坐标并进行修正； (4)所述的导航计算机模块结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔 曼数据融合算法对所述的农业机械进行定位。 较佳地，所述的卫星导航模块获取所述的农业机械初始地理位置信息，具体为： 当所述的农业机械静止时，所述的卫星导航模块获取所述的农业机械初始的地理 位置坐标。 更佳地，所述的航位推测模块包括里程计单元和电子罗盘单元，所述的航位推测 模块采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测计算，包括W下步骤： (2-1-1)所述的电子罗盘单元采集地磁场信息和车体的翻滚角0和俯仰角（35 ; (2-1-2)所述的电子罗盘单元根据W下公式对采集的数据进行倾角补偿： 化1=料cos ( )巧*3；[]1 (日）sin ( ) -Z*cos ( 0 ) *sin ( ) 化1= Y*cos (日）+Z*sin(日）； 所述的电子罗盘单元根据W下公式对采集的数据进行圆也修正： 化2 二化 i-Xoffset 化2=化 i-Yoffset ; 所述的电子罗盘单元根据W下公式对采集的数据进行楠圆修正： 【权利要求】1. 一种基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统，其特征在于，所述的系统 包括： 卫星导航模块，用以获取所述的农业机械的地理位置信息； 航位推测模块，用以采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测计 算； 导航计算机模块，用以结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔曼数据融 合算法对所述的农业机械进行定位。2. 根据权利要求1所述的基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统，其特征 在于，所述的卫星导航模块为GPS导航模块，所述的航位推测模块包括里程计单元和电子 罗盘单元。3. -种根据权利要求1所述的系统基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的方 法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤： (1) 所述的卫星导航模块获取所述的农业机械初始地理位置信息； (2) 所述的航位推测模块采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测 计算； (3) 所述的卫星导航模块获取所述的农业机械当前地理位置坐标并进行修正； (4) 所述的导航计算机模块结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔曼数 据融合算法对所述的农业机械进行定位。4. 根据权利要求3所述的基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的方法，其特征 在于，所述的卫星导航模块获取所述的农业机械初始地理位置信息，具体为： 当所述的农业机械静止时，所述的卫星导航模块获取所述的农业机械初始的地理位置 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于卫星导航和航位推测实现农业机械定位的系统，其特征在于，所述的系统包括：卫星导航模块，用以获取所述的农业机械的地理位置信息；航位推测模块，用以采集所述的农业机械的相对移动位移和航向角进行航位推测计算；导航计算机模块，用以结合所述的卫星导航模块、导航计算机模块采用卡尔曼数据融合算法对所述的农业机械进行定位。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任强，王杰俊，沈雪峰，戴文鼎，
申请(专利权)人：上海华测导航技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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