一种惯性导航的预积分辅助组件及数据处理方法技术

一种惯性导航的预积分辅助组件，包括壳体，壳体内设置有主控模块，主控模块的输入端连接有双模GPS模块和IMU模块，主控模块的输出端连接有网络模块和串口模块，主控模块的引脚上还连接有状态控制及显示模块，状态控制及显示模块包括状态指示灯、零偏校准按键和指南针校准按键，双模GPS模块的接收端连接有用于接收GPS和北斗双卫星数据的双模天线。本发明专利技术采用全数据输出模式，将GPS的定位信息所积分出来的位置、速度、姿态等全部高频输出，在上位机中可以和更多的其他数据进行融合，通过对定位信息进行预处理，减少数据传输量，使其具有更快的定位显示，为在高楼等一些GPS信号差或无信号的情况下提供一种全新的辅助导航组件。

【技术实现步骤摘要】
一种惯性导航的预积分辅助组件及数据处理方法
本专利技术涉及组合导航
，尤其是一种惯性导航的预积分辅助组件及数据处理方法。
技术介绍
随着城市的发展，隧道、桥梁、地下停车场、树荫等越来越多，单纯的GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)导航由于其受到遮挡物的影响较大，所以现在其难以在城市中实现实时精准定位，基于这个大环境下，导航需要使用更多样的数据来提高多环境下的定位准确性，例如:北斗+GPS双模导航系统，惯性导航系统以及视觉里程计等，通过多种数据相互融合，校准，其优点和缺点互补。北斗+GPS双模导航系统，是指支持北斗卫星导航系统以及GPS导航系统，其中GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)是美国研制的全球覆盖率高达98％的由24颗卫星构成的定位系统，北斗卫星导航系统为中国自主研制的全球卫星系统，包含有30颗卫星，加上之前二号系统还在正常运行的15颗卫星，以及一些其他试验卫星，一共由55颗卫星构成，惯性导航系统(InerrialNavigationSystem，INS)，能够提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惯性导航的预积分辅助组件，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设置有主控模块，所述主控模块的输入端连接有双模GPS模块和IMU模块，所述IMU模块即惯性传感器模块，所述主控模块的输出端连接有网络模块和串口模块，所述网络模块为单芯片网络接口模块，所述串口模块为由接口转换芯片组成的模块，所述主控模块的引脚上还连接有用于在不同环境下对数据校准执行的状态控制及显示模块，所述状态控制及显示模块包括若干个用于显示当前惯性导航数据采集的状态指示灯、一个零偏校准按键和一个指南针校准按键，所述双模GPS模块的接收端连接有用于接收GPS和北斗双卫星数据的双模天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种惯性导航的预积分辅助组件，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设置有主控模块，所述主控模块的输入端连接有双模GPS模块和IMU模块，所述IMU模块即惯性传感器模块，所述主控模块的输出端连接有网络模块和串口模块，所述网络模块为单芯片网络接口模块，所述串口模块为由接口转换芯片组成的模块，所述主控模块的引脚上还连接有用于在不同环境下对数据校准执行的状态控制及显示模块，所述状态控制及显示模块包括若干个用于显示当前惯性导航数据采集的状态指示灯、一个零偏校准按键和一个指南针校准按键，所述双模GPS模块的接收端连接有用于接收GPS和北斗双卫星数据的双模天线。


2.根据权利要求1所述的一种惯性导航的预积分辅助组件，其特征在于：所述的IMU模块为高性能九轴MEMS模块，其包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计，所述的IMU模块的采样率为1000Hz。


3.根据权利要求1所述的一种惯性导航的预积分辅助组件，其特征在于：所述的双模GPS模块为高性能GPS/北斗双模定位模块，包括IPX接口和可充电后备电池。


4.根据权利要求1所述的一种惯性导航的预积分辅助组件，其特征在于：所述的主控模块的芯片型号为STM32F4系列单片机，其频率为168MHz。


5.根据权利要求1所述的一种惯性导航的预积分辅助组件，其特征在于：所述的壳体包括底座、上盖和用于减小振动的橡胶阻尼垫，所述底座内部安装所述橡胶阻尼垫，所述底座上部与所述上盖抵接，所述底座的侧表面设置有所述状态指示灯、零偏校准按键、指南针校准按键和双模天线的接口，所述底座的底面还设有用于固定电路板的沉头孔和通孔，所述上盖的侧表面设有所述网络模块和串口模块的输出端的开孔，所述上盖的顶部设有用于固定上盖的沉头孔和通孔。


6.一种惯性导航的预积分辅助组件的数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，主控模块接收双模GPS模块和IMU模块采集的数据；
第二步，IMU模块进行数据校准；
第三步，将双模GPS模块和IMU模块进行数据同步；
第四步，对IMU模块的数据进行预积分计算；
第五步，对校准后的磁力数据进行三角函数转换，得到具体的偏航角，实现指南针的效果，偏航角为对磁力计所输出的磁力数据进行三角函数计算得到一个相对于磁北的航向角，其计算公式如下：



式中，ψm表示最终输出的航向角，γ和θ分别代表姿态的横滚角和翻滚角，为磁力计的x，y，z轴的磁力输出；
第六步...

【专利技术属性】
技术研发人员：许起超，金华兴，
申请(专利权)人：杭州知路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33