【技术实现步骤摘要】
一种基于双通道航向匹配的车载惯性/卫星组合导航方法
[0001]本专利技术属于组合导航
，具体涉及一种基于双通道航向匹配的车载惯性/卫星组合导航方法，特别是针对车载定位定向、自动驾驶等车载导航应用领域。
技术介绍
[0002]惯性/卫星组合导航是常用的车载导航方式，简单实用。微机电惯性导航系统(MEMS)，体积小、功耗低、价格低，是车载导航系统的主要惯性测量手段。但是MEMS惯性器件精度较低，惯性器件误差较大，需要卫星作为观测量对其进行修正。卫星导航具有全天候、高精度的导航优点，单天线接收机能够输出速度、位置导航信息，双天线接收机除位置、速度外还可以实时输出航向等姿态信息，但成本相对较高。
[0003]在惯性/卫星组合导航系统中，天向陀螺漂移和天向失准角是影响航向精度的关键因素。通过惯性误差方程，可以看出天向陀螺漂移和天向失准角在非机动情况下，可观性差甚至不可观，严重影响航向测量精度，导致误差发散，进而影响导航定位、定姿精度。解决该问题的传统方法，一种方法是加强载体机动，但一般载体车均有平直路段或匀速、静止等运...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双通道航向匹配的车载惯性/卫星组合导航方法，其特征在于，包括如下步骤计算动态航向匹配的航向量测量，计算卫星水平和速度，判断卫星水平和速度大于第一速度阈值时，计算卫星航迹角，将卫星航迹角转换到导航坐标系下获得卫星航向角，更新航向量测量；计算静态航向匹配的航向量测量，判断车体运动状态，若车体当前时刻处于静止状态，上一时刻处于运动状态，且曾经有卫星水平和速度大于第二速度阈值，锁存当前时刻导航解算输出的航向角，更新航向观测量；基于更新的航向量测量，进行组合卡尔曼滤波估计。2.根据权利要求1所述的车载惯性/卫星组合导航方法，其特征在于，所述卫星水平和速度计算方法为所述卫星航迹角计算方法为其中，V
GpsN
、V
GpsE
分别表示卫星接收机输出北、东方向的速度；所述卫星航迹角转换为卫星航向角的方法为当V
GpsN
≥0时，ψ
Gps
＝
‑
ψ
hj
当V
GpsN
＜0,V
GpsE
≥0时，ψ
Gps
＝ψ
hj
‑
π当V
GpsN
＜0,V
GpsE
＜0时，ψ
Gps
＝ψ
hj
+π更新航向量测量为Z
ψ
＝ψ
Gps
‑
ψ
INS
其中，ψ
INS
表示惯导解算的航向值。3.根据权利要求2所述的车载惯性/卫星组合导航方法，其特征在于，所述车体运动状态判断方法如下计算每个采样时间陀螺和加速度计的输出值的合成量，通过滑窗计算Δt时间内陀螺和加速度计合成量的均值通过滑窗计算T时间内的滑动均值和滑动均方差值若满足以下条件，则载体处于静止状态，否则为运动状态，若满足以下条件，则载体处于静止状态，否则为运动状态，若满足以下条件，则载体处于静止状态，否则为运动状态，若满足以下条件，则载体处于静止状态，否则为运动状态，其中，g为当地重力加速度；ω
av0
为静态角速率均值阈值；ω
sd0
为静态角速率均方差阈值；f
av0
为静态加速度均值阈值；f
sd0
为静态加速度均方差阈值。
4.根据权利要求3所述的车载惯性/卫星组合导航方法，其特征在于，所述均值的计算方法如下：的计算方法如下：其中，Δt为合成采样均值的滑动窗口时间，f为惯性器件的采样频率；分别表示第k个采样时刻x、y、z轴陀螺敏感的角速率；分别表示第k个采样时刻x、y、z轴加速度计敏感的加速度；所述的滑动均值和滑动均方差值的计算方法如下法如下法如下法如下其中，j表示第j个合成采样均值；T为均值滑动窗口时间。5.根据权利要求4所述的车载惯性/卫星组合导航方法，其特征在于，Δt≥1s，T≥10Δt，T是Δt的整数倍，ω
av0
≤0.5
°
/s，ω
sd0
≤0.03
°
/s，f
av0
≤0.02m/s2，f
sd0
≤0.006m/s2。6.根据权利要求3所述的车载惯性/卫星组合导航方法，其特征在于，所述锁存的静态航向角为ψ
static
＝(ψ
INS
)
t_lock
其中，(ψ
INS
)
t_lock
【专利技术属性】
技术研发人员：邹思远，邓继权，李淑婷，郭玉胜，刘冲，徐超，刘洋，周亚男，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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