UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下的异常值抑制方法技术方案

本发明专利技术复杂环境下的定位测量技术领域，尤其涉及UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下的异常值抑制方法，解决了现有UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下容易产生多径和非视距误差进而影响性能的技术缺陷。提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：该方法中包含两个部分，第一部分是UWB异常测量值的识别，第二部分为基于随机模型对UWB异常测量值不利影响的抑制，使得实际环境与架设条件相符，避免了由于巷道狭窄、表面不规则、障碍物较多导致UWB信号容易被遮挡和反射产生多径和非视距误差的情况，保证UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下的定位性能。杂环境下的定位性能。杂环境下的定位性能。

【技术实现步骤摘要】
UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下的异常值抑制方法


[0001]本专利技术属于复杂环境下的定位测量
，尤其涉及UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下的异常值抑制方法。

技术介绍

[0002]随着矿山数字化和智能化技术的快速发展，精准的定位信息作为位置服务甚至智能化的时空基础设施需求越来越迫切，特别是能够实现不同定位传感器优势互补的信息融合一直是导航定位领域的研究热点。矿井定位目标处于地下，无法直接接收到卫星信号，无法通过GNSS（全球导航卫星系统）定位，绝大部分解决方案是采用UWB（超宽带）与INS（惯导）形成组合定位系统，然而，矿井环境具有狭长、不规则的特点，且井下障碍物较多，UWB信号很容易被遮挡和反射产生多径和非视距误差，进而降低定位性能。
[0003]经典的卡尔曼滤波方法只有在满足UWB观测噪声符合高斯假设的前提下，才能获得理想的融合效果。矿井复杂环境引起的多径和非视距效应会显著降低滤波精度，甚至导致滤波发散。由于矿井巷道狭长，墙面、地面和顶部凹凸不平，不仅容易产生多径和非视距误差，而且具有较大的随机性。而融合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.UWB/INS组合定位系统在矿井复杂环境下的异常值抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、基于新息向量的UWB异常观测值的识别，其包括以下子步骤：步骤1.1、与经典卡尔曼滤波一样，改进的卡尔曼滤波方法首先通过时间更新获得UWB/INS组合定位系统的先验观测值：
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（1）
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（2）其中表示k
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1时刻UWB/INS组合系统的状态向量， 表示k
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1到k时刻的状态转移矩阵，表示k时刻的先验状态向量，表示k
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1时刻的过程噪声，表示对应的协方差矩阵；表示k
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1时刻状态向量对应的协方差矩阵，表示k时刻先验状态向量对应的协方差矩阵；UWB/INS组合定位系统的先验状态向量完全取决于INS，UWB的观测值作为改进卡尔曼滤波的测量值：
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（3）其中表示k时刻UWB的观测值，表示由得到的状态向量，表示k时刻的测量矩阵，即与之间的映射关系；表示k时刻的测量噪声；步骤1.2、对由INS得到的先验状态向量对应的测量值和由UWB得到的测量值做差得到新息向量：
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（4）其...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤春存，刘胜利，杨素平，
申请(专利权)人：山西省娄烦县皇姑山矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：