一种导航终端制造技术

本申请公开了一种导航终端，该导航终端包括：卫星导航装置，惯性导航装置，外部观测部件，存储芯片以及与卫星导航装置、惯性导航装置、外部观测部件以及存储芯片均相连的处理器；其中，处理器输出组合导航滤波的滤波结果；该导航终端能够将卫星导航装置和惯性导航装置有机结合，获得优于任何单一导航终端的导航精度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种导航终端
本申请涉及导航
，特别涉及一种导航终端。
技术介绍
捷联式惯性导航系统(SINS)直接利用安装在载体上的惯性测量单元(IMU)测量出载体沿三个轴的加速度和角速率，经过变换和积分等运算得到载体的姿态、速度、位置等信息。微型捷联惯导系统(MSINS)在体积、功耗、耐冲击等方面的优点使惯性系统的应用领域更加宽广，纯惯导系统的优点是不依赖于任何外界信息就能够实现完全自主的导航，抗干扰能力强，隐蔽性、实时性好。但目前SINS的精度比较低，导致惯导系统误差随着时间积累而增大，因此，单独使用SINS来实现较高精度的载体制导任务就难以胜任。为此，需要利用其它定位手段作为参考信息源，定期对SINS进行校正和对漂移进行补偿。全球卫星导航系统(GNSS)可为全球范围提供全天候、连续、精密的三维定位和导航服务，已广泛应用于航空、航天、航海及地面运载工具的导航和定位。例如北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，是独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的卫星导航系统，其突出优点是其导航定位精度高，并且导航定位精度基本不受时间和地域的限制。目前，当卫星信号受到遮挡或干扰时，其优势就不能发挥出来，在需要获得载体连续的位置、速度、姿态等控制信息时，也不能满足其性能要求。因此目前GNSS还只能作为一种辅助导航设备，而不能作为唯一的导航设备使用。因此，如何将卫星导航和惯性导航有机结合，获得优于任何单一导航系统的导航精度和可靠性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种导航终端，将卫星导航装置和惯性导航装置有机结合，获得优于任何单一导航终端的导航精度和可靠性。为解决上述技术问题，本申请提供一种导航终端，包括：卫星导航装置，用于获取卫星导航信号且经过PVT解算得到卫星导航预处理数据，并将卫星导航预处理数据发送给处理器；惯性导航装置，用于获取惯性导航的原始惯性测量数据且经过捷联惯性导航算法解算得到惯性导航解算结果，并将所述原始惯性测量数据以及所述惯性导航解算结果发送给所述处理器；外部观测部件，用于获取外部观测信息，并发送给所述处理器；其中，所述外部观测信息包括温度和启动时间；存储芯片，用于存储程序；与所述卫星导航装置、所述惯性导航装置、所述外部观测部件以及所述存储芯片均相连的处理器，用于执行所述存储芯片中的程序，以利用所述外部观测信息以及所述原始惯性测量数据计算误差数据，并对所述卫星导航预处理数据、所述惯性导航解算结果以及所述误差数据进行组合导航滤波，输出滤波结果。可选的，所述外部观测部件包括：温度传感器和计时器。可选的，所述卫星导航装置具体为北斗卫星导航装置。可选的，所述惯性导航装置具体为捷联式惯性导航装置。可选的，所述存储芯片具体为EEPROM。可选的，该导航终端还包括：与所述处理器相连的低压差稳压源，用于为所述导航终端提供稳定的输入电源。可选的，该导航终端还包括：与所述处理器相连的I2C硬件接口，用于输出所述滤波结果。可选的，该导航终端还包括：与所述I2C硬件接口相连的显示器，用于显示所述滤波结果。本申请所提供的一种导航终端，该导航终端包括：卫星导航装置，惯性导航装置，外部观测部件，存储芯片，以及与卫星导航装置、惯性导航装置、外部观测部件以及存储芯片均相连的处理器；其中，处理器输出组合导航滤波的滤波结果；该导航终端能够将卫星导航装置和惯性导航装置有机结合，获得优于任何单一导航终端的导航精度和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为申请实施例所提供的导航终端的结构框图；图2为申请实施例所提供的另一导航终端的结构框图。具体实施方式本申请的核心是提供一种导航终端，将卫星导航装置和惯性导航装置有机结合，获得优于任何单一导航终端的导航精度和可靠性。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参考图1，图1为申请实施例所提供的导航终端的结构框图；该导航终端可以包括：卫星导航装置100，用于获取卫星导航信号且经过PVT解算得到卫星导航预处理数据，并将卫星导航预处理数据发送给处理器；具体的，卫星导航装置具体为北斗卫星导航装置。具体的，本实施例也不限定具体的PVT解算过程。下面提供一种具体的针对北斗卫星导航的特点的PVT解算过程：即利用下面公式1进行。利用公式Q＝PQ+DM+KF+Sn+F+J+Sa+C+RD+Hdop+Cn0进行PVT解算；其中，Q为组合算法估计出的定位质量系数，PQ为定位质量，DM为定位模式，KF为解算模式质量因子，Sn为参与解算的卫星数，F为错误模式，J为判停模式，C为载体速度，Sa为方位角，Hdop为水平定位精度，Cn0为灵敏度质量因子，RD为载体坐标系上四元数表示的投影分量。上述的各个参数都可以从标准的PVT解算结果中获取。由于北斗卫星导航信号的PVT解算的质量对导航系统误差影响很大，本实施中针对北斗卫星导航的特点设计了PVT解算质量估计模型(公式1)，通过模型可以有效的提高PVT解算的数据质量，提高组合导航的精度。经过公式1得到的定位质量系数将作为组合导航滤波时的量测误差量之一。惯性导航装置200，用于获取惯性导航的原始惯性测量数据且经过捷联惯性导航算法解算得到惯性导航解算结果，并将原始惯性测量数据以及惯性导航解算结果发送给处理器；具体的，惯性导航装置具体为捷联式惯性导航装置。具体的，惯性导航装置200除了用于采用捷联惯性导航算法进行解算还可以包括测量部件；测量部件可以但不限于包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计。相应的，原始惯性测量数据包括：陀螺仪原始测量数据、加速度计原始测量数据、磁力计原始测量数据。本实施例中利用捷联惯性导航算法对原始惯性测量数据进行解算可以包括：根据原始惯性测量数据，计算解算点的地球曲率半径，并进行速度解算、位置解算以及姿态解算。具体的，利用公式计算解算点的地球曲率半径；其中，a为地球长半轴半径，e为地球扁率，lat为捷联导航解算点的纬度。进行速度解算，计算旋转矢量的变化值，即经度、纬度、高度的变化量测值，并转化为导航坐标系到载体坐标系上四元数表示的投影分量值。通过对投影分量值的时间历元处理转化为旋转矢量上投影分量，最后利用上一次迭代的速度和当前观测加速度的积分值，求出当前时刻的导航坐标系统的速度分量，主要解算公式如下：Rd＝Vn×0.5×Dt/(Rm+Dr)V1＝Vn+0.5×Dv其中，Rd为载体坐标系上四元数表示的投影分量，Vn为当前坐标系下的速度分量，V1为迭代后的三轴速度分量，Dt是时间历元，Dv为导航系下的速度向量，Dr为地理坐标系下的位置向量，Rm为地球子午线对应的曲率半径。进行位置解算，主要解算公式如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导航终端，其特征在于，包括：卫星导航装置，用于获取卫星导航信号且经过PVT解算得到卫星导航预处理数据，并将卫星导航预处理数据发送给处理器；惯性导航装置，用于获取惯性导航的原始惯性测量数据且经过捷联惯性导航算法解算得到惯性导航解算结果，并将所述原始惯性测量数据以及所述惯性导航解算结果发送给所述处理器；外部观测部件，用于获取外部观测信息，并发送给所述处理器；其中，所述外部观测信息包括温度和启动时间；存储芯片，用于存储程序；与所述卫星导航装置、所述惯性导航装置、所述外部观测部件以及所述存储芯片均相连的处理器，用于执行所述存储芯片中的程序，以利用所述外部观测信息以及所述原始惯性测量数据计算误差数据，并对所述卫星导航预处理数据、所述惯性导航解算结果以及所述误差数据进行组合导航滤波，输出滤波结果。

【技术特征摘要】
1.一种导航终端，其特征在于，包括：卫星导航装置，用于获取卫星导航信号且经过PVT解算得到卫星导航预处理数据，并将卫星导航预处理数据发送给处理器；惯性导航装置，用于获取惯性导航的原始惯性测量数据且经过捷联惯性导航算法解算得到惯性导航解算结果，并将所述原始惯性测量数据以及所述惯性导航解算结果发送给所述处理器；外部观测部件，用于获取外部观测信息，并发送给所述处理器；其中，所述外部观测信息包括温度和启动时间；存储芯片，用于存储程序；与所述卫星导航装置、所述惯性导航装置、所述外部观测部件以及所述存储芯片均相连的处理器，用于执行所述存储芯片中的程序，以利用所述外部观测信息以及所述原始惯性测量数据计算误差数据，并对所述卫星导航预处理数据、所述惯性导航解算结果以及所述误差数据进行组合导航滤波，输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹏飞，张伟，李剑凯，孙慧军，吴洋，李磊明，梁楠，张松涛，
申请(专利权)人：河南省科学院应用物理研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41