一种MEMS/GPS松组合导航方法技术

技术编号:23602211 阅读:31 留言:0更新日期:2020-03-28 04:01
本发明专利技术公开了一种MEMS/GPS松组合导航方法,包括步骤1:MEMS惯性器件数据预处理和GPS数据插值处理;步骤2:根据MEMS/GPS松组合导航系统的状态方程和量测方程构造卡尔曼滤波模型;步骤3:对松组合导航系统状态方程和量测方程进行离散化;步骤4:进行闭环卡尔曼滤波,修正MEMS惯导解算参数;步骤5:输出MEMS/GPS松组合导航参数。本发明专利技术在GPS更新频率和MEMS惯导系统输出频率不同的条件下,在没有GPS量测信息时,MEMS导航系统依然可以进行组合导航并达到一定的精度要求。

A MEMS / GPS loose integrated navigation method

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS/GPS松组合导航方法
本专利技术属于导航
,涉及一种MEMS/GPS松组合导航方法。
技术介绍
惯导系统虽然可以独立自主地进行导航,但其在导航过程中误差随时间积累,导致定位精度降低,尤其是对于低成本的MEMS惯导系统,在短时间内MEMS导航误差将随着MEMS的漂移而迅速发散。GPS导航系统覆盖全球,实时性好且不存在导航误差随时间积累的问题,但是它易受遮挡和环境的干扰。随着我国科技的迅速发展,仅仅依靠单一的导航方法已经不能满足科技发展的需要,所以组合导航成为现在的研究热点,使两个系统之间优势互补,相辅相成,并达到一定的精度要求。
技术实现思路
针对上述现有技术,本专利技术要解决的技术问题是提供一种在无GPS量测信息时MEMS导航系统依然可以进行组合导航并达到一定的精度要求的MEMS/GPS松组合导航方法。为解决上述技术问题,本专利技术的一种MEMS/GPS松组合导航方法,包括以下步骤:步骤1:MEMS惯性器件数据预处理和GPS数据插值处理;步骤2:根据MEMS/GPS松组合导航系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS/GPS松组合导航方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤1:MEMS惯性器件数据预处理和GPS数据插值处理;/n步骤2:根据MEMS/GPS松组合导航系统的状态方程和量测方程构造卡尔曼滤波模型;/n步骤3:对松组合导航系统状态方程和量测方程进行离散化;/n步骤4:进行闭环卡尔曼滤波,修正MEMS惯导解算参数;/n步骤5:输出MEMS/GPS松组合导航参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS/GPS松组合导航方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:MEMS惯性器件数据预处理和GPS数据插值处理;
步骤2:根据MEMS/GPS松组合导航系统的状态方程和量测方程构造卡尔曼滤波模型;
步骤3:对松组合导航系统状态方程和量测方程进行离散化;
步骤4:进行闭环卡尔曼滤波,修正MEMS惯导解算参数;
步骤5:输出MEMS/GPS松组合导航参数。


2.根据权利要求1所述的一种MEMS/GPS松组合导航方法,其特征在于:步骤2所述MEMS/GPS松组合导航系统的状态方程具体为:
选取姿态误差、速度误差、位置误差、陀螺漂移和加速度计零偏作为状态变量:



其中,X为所选的状态向量;上标b为变量在载体系下的投影;下标x,y,z分别为东、北、天方向;φx,φy,φz分别表示三个方向的失准角;δVx,δVy分别表示东向速度误差和北向速度误差;δL,δλ分别表示纬度误差和经度误差;分别表示三个轴向的陀螺漂移;分别表示水平两个方向的加速度计零偏;
惯导系统姿态角误差方程为:



其中,ωie为地球旋转角速度,RM,RN为地球半径,分别表示三个轴向的陀螺漂移在导航系下的投影,具体表示为:



其中,Tij为捷联矩阵中对应的元素,i,j=1,2,3;
惯导系统速度误差方程为:



其中,fx,fy,fz分别表示加速度计在三个方向的比力,分别表示水平轴向的加速度计零偏在导航系下的投影,具体表示为:



惯导系统位置误差方程为:



综合惯导系统姿态角误差方程,速度误差方程和位置误差方程,得到惯导系统的误差状态方程为:



其中,W为系统噪声:
W=[ωxωyωzaxay]T
其中,ωx,ωy,ωz,ax,ay分别为陀螺仪和加速度计的噪声;
系统噪声分配矩阵为:



状态转移矩阵F为12×12维的状态转移矩阵,其非零元素有:





3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄卫权李梦浩宋春阳张伟国赵彬智李欣海纪鉁鑫杜康
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:黑龙;23

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