本发明专利技术公开了一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,包括如下步骤:获取本地k-1时刻的定位结果,计算出当前k时刻的先验估计状态量和先验估计误差协方差;建立观测量估计方程;计算卡尔曼增益Kk;计算当前k时刻的定位结果和误差协方差。本发明专利技术在达到EKF2性能的同时降低运算量,适合低端硬件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于GPS定位方法领域,涉及一种GPS定位解算方法,具体涉及一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,该方法的计算量适用于低端硬件。
技术介绍
目前在GPS定位领域,常用的定位算法有最小二乘法(WLS)、扩展卡尔曼滤波算法(EKF)、二阶扩展卡尔曼滤波算法(EKF2)。WLS是最基本的定位结算算法,但是在动态多径的条件下,WLS的定位效果非常不理想。因此,我们采用EKF2的定位解算算法。卡尔曼滤 波器由一系列递归数学公式描述。它提供了一种高效可计算的方法来估计过程的状态,并使估计均方误差最小,是一种高效的预测滤波定位技术。在采用扩展卡尔曼算法进行定位时,可以有效的抑制动态时由多径带来的定位点抖动严重的问题,同时,在静态时也可以达到比最小二乘要好得多的定位结果。但是,一般的EKF2算法对于计算量的需求比较大,对硬件要求较高,不适合低端硬件。本专利技术提供一种低运算量的EKF2,算法,在达到EKF2性能的同时降低运算量。
技术实现思路
专利技术目的针对上述现有技术存在的问题和不足,本专利技术的目的是提供一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,在达到EKF2性能的同时降低运算量,适合低端硬件。技术方案为实现上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案为一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,包括如下步骤(I)获取本地k-Ι时刻的定位结果,计算出当前k时刻的先验估计状态量和先验估计误差协方差权利要求1.一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,包括如下步骤 (1)获取本地k-1时刻的定位结果,计算出当前k时刻的先验估计状态量和先验估计误差协方差全文摘要本专利技术公开了一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,包括如下步骤获取本地k-1时刻的定位结果,计算出当前k时刻的先验估计状态量和先验估计误差协方差;建立观测量估计方程;计算卡尔曼增益Kk;计算当前k时刻的定位结果和误差协方差。本专利技术在达到EKF2性能的同时降低运算量,适合低端硬件。文档编号G01S19/43GK102944888SQ20121048356公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日专利技术者王镇, 杨军, 卢培, 杨胜远, 虞海宇, 蔡伟, 牛玉祥 申请人:江苏东大集成电路系统工程技术有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于二阶扩展卡尔曼的低运算量GPS定位方法,包括如下步骤:(1)获取本地k?1时刻的定位结果,计算出当前k时刻的先验估计状态量和先验估计误差协方差:X^k_=A·X^k-1P^k_=AP^k-1AT+Qk其中,为k时刻的用户接收机的先验估计状态量,为k?1时刻的用户接收机的后验估计状态量,为k时刻的用户接收机的先验估计误差协方差,为k?1时刻的用户接收机的后验估计误差协方差,A为转移矩阵:A=100Δt00000100Δt00000100Δt000001000000001000000001000000001Δt00000010其中,Δt为两次定位间的时间间隔;Qk为k时刻的过程噪声误差,Qk=10-4I3×303×30003×3103I3×300001050000100其中,I3×3为3阶单位矩阵,03×3为3阶全零方阵;(2)建立观测量估计方程Zk-=hk(X^k_)+m1k其中,h=[ρ1,···,ρn,ρ·1,···,ρ·n]Tρi=||ris-ru||+δtu+ϵρiρ·i=||(ris-ru)T·(Vis-Vu)||/||ris-ru||+δfu+ϵρ·im1k=12Σp2nkep·(Xk-X^k_)T·H2kp·(Xk-X^k_)表示k时刻的测量值hk中的第p个函数在处的二阶导数,xj、xl分别为状态量Xk中的任意两个元素,p∈[1,2nk],为卫星的位置坐标向量,为卫星的速度坐标向量,为卫星的伪距测量误差,是伪距变化率的测量误差,n为卫星个数,i∈[1,n],ep为2nk维单位矩阵中第p列向量,nk为k时刻卫星个数,δtu、δfu分别为钟差和钟差变化率;(3)计算卡尔曼增益Kk:Kk=(P^k_·H1kT+12·detXk·m1kT)H1k·P^k_·H1kT+Rk+12·H1k·detXk·m1kT+12·m1k·detXkT·H1k+Σp,q14(detXkT·H2kp·P^k_·H2kq·detXk)ep·eqT-1其中,Xk为k时刻的用户接收机的真实状态量,表示k时刻的测量值hk在处的一阶导数,表示k时刻的测量值hk中的第q个函数在处的二阶导数,Rk为伪距和多普勒的测量误差协方差:其中vk表示测量噪声矩阵,E(·)表示求协方差;(4)计算当前k时刻的定位结果和误差协方差:P^k=diag((I-KkH1k)P^k_(I-KkH1k)T)X^k=X^k_+Kk(Zk-Zk-)其中,为k时刻的用户接收机的后验估计误差协方差,diag()为求矩阵的 对角矩阵,为k时刻的用户接收机的后验估计状态量,I为单位矩阵,Zk为观测量的真实值;(5)重复所述步骤(1)至步骤(4),得到一系列定位点。FDA00002455038500013.jpg,FDA00002455038500014.jpg,FDA00002455038500015.jpg,FDA00002455038500016.jpg,FDA00002455038500019.jpg,FDA00002455038500022.jpg,FDA00002455038500023.jpg,FDA00002455038500024.jpg,FDA00002455038500025.jpg,FDA00002455038500026.jpg,FDA00002455038500027.jpg,FDA00002455038500029.jpg,FDA000024550385000210.jpg,FDA000024550385000211....
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:王镇,杨军,卢培,杨胜远,虞海宇,蔡伟,牛玉祥,
申请(专利权)人:江苏东大集成电路系统工程技术有限公司,
类型:发明
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