观测时滞系统的组合导航数据解算方法、装置及导航设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种观测时滞系统的组合导航数据解算方法、装置及导航设备，属于导航技术领域。所述方法包括：存储k时刻的预测状态误差协方差矩阵以及INS解算得到的k时刻的第一导航数据；在k’时刻接收到k时刻采集的GNSS数据时，根据GNSS数据解算得到的第二导航数据、第一导航数据和预测误差协方差矩阵进行组合更新解算；根据累积状态转移矩阵和组合更新解算结果计算j时刻的预测状态参数估计值和预测状态误差协方差矩阵，j时刻为完成组合更新解算的时刻；根据上一时刻的组合更新解算结果对j时刻的预测状态参数估计值进行修正；根据修正后的j时刻的预测状态参数估计值和j时刻的预测状态误差协方差矩阵修正j时刻的INS误差。

【技术实现步骤摘要】
观测时滞系统的组合导航数据解算方法、装置及导航设备
本专利技术涉及导航
，特别涉及一种观测时滞系统的组合导航数据解算方法、装置及导航设备。
技术介绍
随着导航技术的不断发展，单一导航系统已难以满足用户对导航精度的要求，因此，一种将至少两种导航系统组合在一起的组合导航技术应用而生。相关技术中，组合导航技术被应用在全球卫星导航系统/惯性导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem/InertialNavigationSystem，GNSS/INS)组合导航系统中。相较于单一的导航系统，GNSS/INS组合导航系统在保持INS中信息全面性和自主性的同时，利用GNSS克服了INS中导航误差随时间累积的问题，在导航精度和导航性能上明显优于单一导航系统。然而在实时差分(Real-TimeKinematic，RTK)模式下，GNSS/INS组合导航系统存在观测时滞。GNSS数据通过电台或网络传输时存在较大传输延迟，而INS数据却不存在传输延迟，导致同一时刻采集的GNSS数据和INS数据的接收时刻存在较大差异，致使进行导航数据组合解算时，GNSS数据和INS数据无法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种观测时滞系统的组合导航数据解算方法，其特征在于，用于安装有全球卫星导航系统/惯性导航系统GNSS/INS组合导航系统的导航设备中，所述方法包括：存储k时刻的预测状态误差协方差矩阵以及INS解算得到的所述k时刻的第一导航数据，所述k时刻是GNSS采样时刻，所述预测状态误差协方差矩阵用于指示所述k时刻的预测状态参数估计值的误差；在k’时刻接收到所述k时刻采集的GNSS数据时，根据所述GNSS数据解算得到的第二导航数据、所述第一导航数据和所述预测误差协方差矩阵进行组合更新解算，组合更新解算结果包括所述k时刻的状态参数估计值和状态误差协方差矩阵；根据累积状态转移矩阵和所述组合更新解算结果计算j时刻...

【技术特征摘要】
1.一种观测时滞系统的组合导航数据解算方法，其特征在于，用于安装有全球卫星导航系统/惯性导航系统GNSS/INS组合导航系统的导航设备中，所述方法包括：存储k时刻的预测状态误差协方差矩阵以及INS解算得到的所述k时刻的第一导航数据，所述k时刻是GNSS采样时刻，所述预测状态误差协方差矩阵用于指示所述k时刻的预测状态参数估计值的误差；在k’时刻接收到所述k时刻采集的GNSS数据时，根据所述GNSS数据解算得到的第二导航数据、所述第一导航数据和所述预测误差协方差矩阵进行组合更新解算，组合更新解算结果包括所述k时刻的状态参数估计值和状态误差协方差矩阵；根据累积状态转移矩阵和所述组合更新解算结果计算j时刻的预测状态参数估计值和预测状态误差协方差矩阵，所述j时刻为完成组合更新解算的时刻，所述累积状态转移矩阵用于指示所述k时刻到所述j时刻的状态变化；当k-时刻的组合更新解算发生在所述k时刻与所述k’时刻之间时，根据所述k-时刻的组合更新解算结果对所述j时刻的预测状态参数估计值进行修正，所述k-时刻为所述k时刻之前的GNSS采样时刻；根据修正后的所述j时刻的预测状态参数估计值和所述j时刻的预测状态误差协方差矩阵修正所述j时刻的INS误差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述k-时刻的组合更新解算结果对所述j时刻的预测状态参数估计值进行修正，包括：根据所述k时刻的状态参数估计值计算k-’时刻的第一预测状态参数估计值，所述k-’时刻为获取到所述k-时刻所采集的GNSS数据的时刻；根据所述k-时刻的组合更新解算结果中包含的状态参数估计值计算所述k-’时刻的第二预测状态参数估计值；根据所述第一预测状态参数估计值和所述第二预测状态参数估计值对所述j时刻的预测状态参数估计值进行修正。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一预测状态参数估计值和所述第二预测状态参数估计值对所述j时刻的预测状态参数估计值进行修正，包括：将所述第一预测状态参数估计值和所述第二预测状态参数估计值的差值确定为修正值；根据所述修正值对所述j时刻的预测状态参数估计值进行修正；其中，为所述第一预测状态参数估计值，为所述第二预测状态参数估计值，为t1时刻到t0’时刻的状态转移矩阵，为t0时刻到t0’时刻的状态转移矩阵，为t1时刻的状态参数估计值，为t0时刻的组合更新解算结果中包含的状态参数估计值，t0时刻为所述k-时刻，t0’时刻为获取到t0时刻所采集的GNSS数据的时刻，t1时刻为所述k时刻。4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述GNSS数据解算得到的第二导航数据、所述第一导航数据和所述预测误差协方差矩阵进行组合更新解算，包括：根据第一公式计算所述k时刻的状态参数估计值为所述k时刻的预测状态参数估计值，Kk为卡尔曼滤波增益矩阵，为新息序列，zk为所述第一导航数据与所述第二导航数据之差，Hk为观测矩阵；根据第二公式计算所述k时刻的状态误差协方差矩阵Ι为单位矩阵，(Ι-KkHk)T为Ι-KkHk的转置矩阵，Rk为观测噪声方差矩阵，为Kk的转置矩阵；其中，为所述k时刻的预测状态误差协方差矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据累积状态转移矩阵和所述组合更新解算结果计算j时刻的预测状态参数估计值和预测状态误差协方差矩阵，包括：根据第三公式计算所述j时刻的预测状态参数估计值Φj/k为所述累积状态转移矩阵；根据第四公式计算所述j时刻的预测状态误差协方差矩阵所述为Φj/k的转置矩阵，Mk+1,j为k+1时刻到所述j时刻累积的状态噪声矩阵；其中，Qj-1为j-1时刻经过离散化处理的系统噪声协方差矩阵，Φj/j-1为j-1时刻到所述j时刻的状态转移矩阵，Mk+1,j-1为k+1时刻到所述j-1时刻的累积状态噪声矩阵。6.一种观测时滞系统的组合导航数据解算装置，其特征在于，所述装置包括：存储单元，用于存储k时刻的预测状态误差协方差矩阵以及INS解算得到的所述k时刻的第一导航数据，所述k时刻是GNSS采样时刻，所述预测状态误差协方差矩阵用于指示所述k时刻的预测状态参数估计值的误差；解算单元，用于在k’时刻接收到所述k时刻采集的GNSS数据时，根据所述GNSS数据解算得到的第二导航数据、所述第一导航数据和所述预测误差协方差矩阵进行组合更新解算，组合更新解算结果包括所述k时刻的状态参数估计值和状态误差协方差矩阵；转换单元，用于根据累积状态转移矩阵和所述组合更新解算结果计算j时刻的预测状态参数估计值和预测状态误差协方差矩阵，所述j时刻为完成组合更新解算的时刻，所述累积状态转移矩阵用于指示所述k时刻到所述j时刻的状态变化；修正单元，用于当k-时刻的组合更新解算发生在所述k时刻与所述k’时刻之间时，根据所述k-时刻的组合更新解算结果对所述j时刻的预测状态参数估计值进行修正，所述k-时刻为所述k时刻之前的GNSS采样时刻；所述修正单元，用于根据修正后的所述j时刻的预测状态参数估计值和所述j时刻的预测状态误差协方差矩阵修正所述j时刻的INS误差。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述修正单元，用于根据所述k时刻的状态参数估计值计算k-’时刻的第一预测状态参数估计值，所述k-’时刻为获取到所述k-时刻所采集的GNSS数据的时刻；所述修正单元，用于根据所述k-时刻的组合更新解算结果中包含的状态参数估计值计算所述k-’时刻的第二预测状态参数估计值；所述修正单元，用于根据所述第一预测状态参数估计值和所述第二预测状态参...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全，牛小骥，付立鼎，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44