导航板卡、用于导航板卡的多源数据融合方法以及运载体技术

本发明专利技术公开一种导航板卡、用于导航板卡的多源数据融合方法以及运载体，其中导航板卡包括：PCB板、GNSS导航定位模块、惯性传感器、处理器和数据接口，数据接口包括外部传感器接口；处理器用于根据GNSS导航定位模块的运算结果、惯性传感器的测量结果和外部传感器的观测结果，执行大失准角初始化算法、惯性捷联解算算法和多源数据融合解算；GNSS导航定位模块、惯性传感器和处理器集成在PCB板上；导航板卡的尺寸小于或等于标准GNSS板卡的尺寸，且导航板卡至少包括与标准GNSS板卡的数据接口相同的数据接口，有利于实现该导航板卡对运载体中GNSS板卡的直接替换，提高导航定位系统的容错能力和可靠性，满足用户对于不同应用场境下高精度、高可靠的连续导航定位需求。

【技术实现步骤摘要】
导航板卡、用于导航板卡的多源数据融合方法以及运载体
本专利技术实施例涉及导航
，尤其涉及一种导航板卡、用于导航板卡的多源数据融合方法以及运载体。
技术介绍
随着导航技术的发展，对导航精度的要求也越来越高。在城市峡谷、建筑山林等环境下，GNSS(全球导航卫星系统定位)信号易受到遮挡和干扰，导致导航定位精度下降甚至中断，GNSS导航定位连续性和可靠性比较差，此外GNSS定位数据频率较低，无法满足高动态应用场景的动态性要求。而GNSS与INS(惯性定向定位导航系统)组合导航定位技术充分发挥了卫星导航定位技术和惯性导航定位技术的优势，并很好的弥补两者的缺陷，GNSS/INS组合导航定位技术能够为客户提供高精度、高动态、连续可靠的导航定位服务。因此自动驾驶、轨迹跟踪、智能控制等应用领域，用户对GNSS/INS组合导航产品有强烈的需求。但现有GNSS/INS的组合导航产品，多是将单独的GNSS板卡和INS模块集成在一个外壳内，不利于原有运载体中GNSS板卡的替换、升级。
技术实现思路
本专利技术提供一种导航板卡、用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导航板卡，其特征在于，包括：PCB板、GNSS导航定位模块、惯性传感器、处理器和数据接口，所述数据接口包括外部传感器接口；/n所述GNSS导航定位模块用于跟踪解析GNSS卫星信号及执行GNSS导航定位解算；/n所述惯性传感器用于测量所述导航板卡的三维惯性角速度和三维惯性加速度；/n所述处理器用于根据所述GNSS导航定位模块的运算结果、所述惯性传感器的测量结果和外部传感器的观测结果，执行大失准角初始化算法、惯性捷联解算算法和多源数据融合解算；/n所述GNSS导航定位模块、所述惯性传感器和所述处理器集成在所述PCB板上，所述GNSS导航定位模块和所述惯性传感器均通过所述PCB板上的电路实现...

【技术特征摘要】
1.一种导航板卡，其特征在于，包括：PCB板、GNSS导航定位模块、惯性传感器、处理器和数据接口，所述数据接口包括外部传感器接口；
所述GNSS导航定位模块用于跟踪解析GNSS卫星信号及执行GNSS导航定位解算；
所述惯性传感器用于测量所述导航板卡的三维惯性角速度和三维惯性加速度；
所述处理器用于根据所述GNSS导航定位模块的运算结果、所述惯性传感器的测量结果和外部传感器的观测结果，执行大失准角初始化算法、惯性捷联解算算法和多源数据融合解算；
所述GNSS导航定位模块、所述惯性传感器和所述处理器集成在所述PCB板上，所述GNSS导航定位模块和所述惯性传感器均通过所述PCB板上的电路实现与所述处理器的电连接；
所述导航板卡的尺寸小于或等于标准GNSS板卡的尺寸，且所述导航板卡至少包括与标准GNSS板卡的数据接口相同的数据接口。


2.根据权利要求1所述的导航板卡，其特征在于，所述导航板卡的尺寸包括长度、宽度和高度，其中所述导航板卡的长度小于或者等于100毫米，所述导航板卡的宽度小于或等于60毫米，所述导航板卡的高度小于或等于15毫米。


3.根据权利要求1所述的导航板卡，其特征在于，所述外部传感器接口用于接收里程计数据、毫米波雷达数据、激光雷达数据、视觉传感器数据和地图数据中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的导航板卡，其特征在于，所述GNSS导航模块、所述惯性传感器和所述处理器为贴片式器件，并以焊锡贴片的形式固定连接在所述PCB板上。


5.根据权利要求1所述的导航板卡，其特征在于，所述导航板卡的数据接口包括RS232、RS422、UART、USB、网口、WIFI、4G/5G、蓝牙、CAN和EVENT中的至少一种数据接口。


6.一种用于导航板卡的多源数据融合方法，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的导航板卡执行，所述导航板卡的多源数据融合方法包括：
处理器同步获取GNSS导航定位模块、惯性传感器和外部传感器的观测数据；
处理器执行大失准角初始化算法进行导航定位状态的初始化，确定初始姿态、初始速度和初始位置；
处理器分别以所述初始姿态、所述初始速度和所述初始位置为惯性导航定位起始时刻的姿态、速度和位置，周期性获取所述惯性传感器的角速度和加速度观测值，并执行惯性捷联解算算法进行惯性导航定位解算，得到第一姿态、第一速度和第一位置；
处理器根据所述GNSS导航定位模块解算的第二位置、第二速度和第二姿态观测及所述外部传感器获取的第三位置、第三速度和第三姿态观测，与惯性捷联解算的第一姿态、第一速度和第一位置结果进行融合解算得到新的姿态、速度和位置作为导航结果输出；或者处理器根据所述GNSS导航定位模块获取的伪距、载波相位和多普勒原始观测量作为第四观测及所述外部传感器获取的第三位置、第三速度、第三位置观测数据，与惯性捷联解算的第一姿态、第一速度和第一位置结果进行融合解算得到新的姿态、速度和位置作为导航结果输出。


7.根据权利要求6所述的用于导航板卡的多源数据融合方法，其特征在于，所述GNSS导航定位模块获取伪距、载波相位和多普勒原始观测量时，根据惯性捷联解算得到当前历元时刻的用户的位置和速度信息，结合由卫星星历数据得到的卫星位置、速度信息，计算得到用户至卫星视线方向的单位矢量和伪距信息，进而得到视线方向上的多普勒频移和码相位偏移，以所述多普勒频移和码相位偏移作为搜索范围的中心，并根据惯性捷联解算的位置和速度信息的不确定度来设定搜索范围，控制本地码/载波数控振荡器在设定搜索范围内进行搜索。


8.根据权利要求6所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：董胜飞，邓海峰，高琰，王晴晴，党相振，王建波，罗寒旭，汪俊，
申请(专利权)人：上海华测导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31