一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法技术

本发明专利技术涉及一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法，其中，包括：MEMS惯导的位置，则可由GNSS提供，MEMS惯导的速度MEMS惯导进行导航解算；建立捷联惯导误差模型；建立观测误差模型；采用卡尔曼滤波对MEMS惯导误差进行估计；进行MEMS惯性导航误差校正；重复上述步骤，完成组合导航循环递推解算。本发明专利技术一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法，在信息融合过程中，有GNSS观测值时采用反馈校正，无观测值时采用输出校正的方法，使组合导航系统能持续工作，不发散。

An Integrated Navigation Method of Vehicle-borne MEMS Inertial Navigation System Assisted by GNSS Dual Antennas

The invention relates to a GNSS dual-antenna assisted integrated navigation method for vehicle-borne MEMS inertial navigation system, which includes: the position of the inertial navigation system can be provided by GNSS, the velocity of the inertial navigation system can be calculated by GNSS, the strapdown inertial navigation error model can be established, the observation error model can be established, the error of the inertial navigation system can be estimated by Kalman filter, and the error correction of the inertial navigation system can be carried out. Following the above steps, the recursive calculation of integrated navigation cycle is completed. The invention provides a GNSS dual antenna assisted integrated navigation method for vehicle-borne MEMS inertial navigation system. In the process of information fusion, feedback correction is adopted when GNSS observation value is available, and output correction method is adopted when there is no observation value, so that the integrated navigation system can work continuously without divergence.

【技术实现步骤摘要】
一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法
本专利技术涉及导航技术，特别涉及一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法。
技术介绍
车载组合导航系统一般采用惯导系统+卫星导航(GNSS)的组合导航方式，可以为载车提供连续的位置、速度和姿态信息。其中，惯导可以连续输出载体的位置、速度和姿态，但是长时间会发散，而GNSS可提供不随时间发散的位置、速度信息，但是更新速率慢，且容易受到树木、高楼、桥梁等遮挡失去信号。而将惯导系统和GNSS组合起来，则可以互相弥补二者的缺点，实现高速率、高精度的导航。传统的车载组合导航系统为了得到高精度的姿态信息，需要惯导系统的精度较高，一般惯导系统要求陀螺仪零偏稳定性在1°/h以内，加速度计偏值稳定性在100ug以内。然而由于高精度惯性器件较为昂贵，导致组合导航系统的成本高昂，进而限制了应用。基于该缺点，也有基于低成本MEMS惯导的组合导航系统，配备地磁传感器，为导航系统提供航向角信息，避免航向角的发散。由于MEMS和地磁传感器价格较低，因此整个组合导航系统的成本会有大幅下降。传统的车载组合导航系统对惯导系统的器件精度要求高，而高精度惯性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法，其特征在于，包括：MEMS惯导的位置，则可由GNSS提供，MEMS惯导的速度，由于载体处于静止状态，则速度为0，MEMS惯导能敏感到载体的角运动和线运动，角速度为

【技术特征摘要】
1.一种GNSS双天线辅助的车载MEMS惯导组合导航方法，其特征在于，包括：MEMS惯导的位置，则可由GNSS提供，MEMS惯导的速度，由于载体处于静止状态，则速度为0，MEMS惯导能敏感到载体的角运动和线运动，角速度为比力为fb，输出俯仰角为θGNSS，记输出的航向角为输出的位置为pGNSS＝[LGNSSλGNSShGNSS]，LGNSS为GNSS输出的纬度，λGNSS为GNSS输出的经度，hGNSS为GNSS输出的高度，记输出的速度为vGNSS＝[vGNSS,EvGNSS,NvGNSS,U]T，vGNSS,E为GNSS输出的东向速度，vGNSS,N为GNSS输出的北向速度，vGNSS,U为GNSS输出的天向速度；MEMS惯导进行导航解算包括：进行MEMS惯导位置速度姿态解算，已知k-1时刻MEMS惯导解算出的位置pk-1＝[Lk-1λk-1hk-1]T，其中Lk-1为k-1时刻的纬度、λk-1为k-1时刻的经度、hk-1为k-1时刻的高度，速度其中，为k-1时刻的东向、为k-1时刻的北向以及为k-1时刻的天向速度，姿态矩阵MEMS惯导输出的角速度比力则k时刻速度更新公式为：k时刻位置更新为:其中，T为采样周期，当a＝[axayaz]T时，符号(a×)的意义为:RMh,k-1＝RM,k-1+hk-1，RNh,k-1＝RN,k-1+hk-1；gk-1＝g0(1+β1sin2Lk-1+β2sin4Lk-1)-β3hk-1；g0＝9.7803267714，Re＝6378137；f＝1/298.257，ωie＝7.2921151467E-5；β1＝5.27094×10-3,β2＝2.32718×10-5,β3＝3.086×10-6；k时刻的姿态四元数更新公式为:由k时刻姿态四元数求得k时刻姿态矩阵建立捷联惯导误差模型包括：以捷联惯导位置误差、速度误差、姿态误差及陀螺常值漂移和加速度零偏为状态量，建立捷联惯导误差模型：其中，φ＝[φxφyφz]T，φx为俯仰角误差，φy为横滚角误差，φz为航向角误差；为东向速度误差，为北向速度误差，为天向速度误差；δp＝[δLδλδh]T，δL为纬度误差，δλ为经度误差，δh为高度误差；ε＝[εxεyεz]T，εx为X陀螺常值漂移，εy为Y陀螺常值漂移，εz为Z陀螺常值漂移；为X轴加速度计零偏，为Y轴加速度计零偏，为Z轴加速度计零偏；wg＝[wgxwgywgz]T，wgx为X陀螺随机噪声，wgy为Y陀螺随机噪声，wgz为Z陀螺随机噪声；wa＝[waxwaywaz]T，wax为X加速度计随机噪声，way为Y加速度计随机噪声，waz为Z加速度计随机噪声，设w的方差为Q：M2＝M′+M″，M4＝(vn×)(2M′+M″)；03×3表示一个3×3维的全零矩阵，对误差方程进行离散化处理，则k时刻离散化方程为：Xk＝Fk-1Xk-1+Gk-1wk-1；其中，T为离散时间间隔，Im表示m×m维的单位矩阵，A(tk-1)和G(tk-1)通过将k-1时刻MEMS惯导输出的角速度比力以及解算的位置pk-1、速度以及姿态矩阵代入到A和G计算得到，wk-1为k-1时刻离散化后的系统噪声，...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛磊，聂玲，师兰芳，王亚凯，马仁冬，李向东，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11