[實用新型]GPS/INS組合定位導航系統

無效

• 申請號: 200720034661.1
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN201016741Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 秦春達;姜加偉
• 申請（專利權）人: 江蘇新科數字技術有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/28;G01C21/18;G01S5/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司
• 代理人: 林倩

技術領域

本實用新型涉及一種GPS/INS組合定位導航系統。

背景技術

車載導航市場上主流技術是GPS(Global?Position?System衛星定位導航系統)系統。GPS系統通過接收分布在天空的24顆衛星發送的無線信號計算定位信息，具有全球、全天候、高精度、實時定位等優點，但是由于無線信號的直線傳播特性，其動態性能和抗干擾能力較差，當GPS接收機在隧道、樹蔭或高樓附近時，衛星信號被遮擋，影響準確定位甚至無法定位。

INS(Inertial?Navigation?System慣性定位導航系統)系統具有自主導航能力，可以獨立給出載體姿態、速度和位置等定位導航信息，抗外界干擾能力強。隨著INS系統中慣性陀螺儀技術的發展，將INS系統應用于GPS系統中，即產生了GPS/INS組合定位導航系統，該系統可在GPS定位導航受影響時，通過INS系統進行定位導航。但INS系統的定位導航誤差隨時間延續而不斷增大，即誤差積累、漂移大。

INS系統包括陀螺儀和速率傳感器。陀螺儀測量移動載體(以汽車為例)行進過程中的角速度，即單位時間內所轉過的角度值；速率傳感器測量汽車的速率，以實現INS系統的定位導航。故INS系統在定位導航時的誤差包括速率誤差和角度誤差。INS系統測量汽車速率的方法是：速率傳感器根據車輪周轉的圈數而產生相應的速率脈沖信號，后根據所述脈沖信號的頻率計算車輛速率。故速率脈沖信號的誤差導致了速率誤差；此外，不同車輛的輪胎尺寸不同，進一步增大了速率誤差。

因此，如何利用GPS信號來校正INS系統在定位導航時的速率誤差，是GPS/INS組合定位導航系統提高定位導航精度所要解決的技術難題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于校正INS系統的定位導航的速率誤差以提高定位導航精度的GPS/INS組合定位導航系統。

為解決上述技術問題，本實用新型的GPS/INS組合定位導航系統，包括：CPU單元、INS模塊、用于接收經緯度信號的GPS接收器和與CPU單元雙向電連接的觸摸屏操控單元；可根據移動速率而產生相應的速率脈沖信號和移動轉角信號的INS模塊的速率脈沖信號輸出端和角度信號輸出端分別與GPS接收器的速率脈沖信號輸入端和角度信號輸入端相連，可根據所述經緯度信號對單個速率脈沖所對應的移動距離值和移動轉角信號進行誤差校正的GPS接收器的定位導航信號輸出端與CPU單元的定位導航信號輸入端相連。

上述技術方案中，INS模塊包括用于生成速率脈沖信號的速率檢測單元和用于生成移動轉角信號的陀螺儀單元；INS模塊中的速率檢測單元的速率脈沖信號輸出端和陀螺儀單元的角度信號輸出端分別即為INS模塊的速率脈沖信號輸出端和角度信號輸出端。

上述技術方案中，GPS接收器包括：GPS模塊和與GPS模塊的射頻信號輸入端相連的射頻放大器；射頻放大器的信號輸入端與GPS天線相連；GPS接收器的角度信號輸入端和速率脈沖信號輸入端分別為GPS模塊的角度信號輸入端和速率脈沖信號輸入端；GPS接收器的定位導航信號輸出端即為GPS模塊的定位導航信號輸出端。

本實用新型具有積極的效果：(1)本實用新型的GPS/INS組合定位導航系統利用GPS接收器接收的經緯度信號校正單個速率脈沖所對應的距離值和移動轉角度值，以在衛星信號被遮擋、GPS接收器接收經緯度信號受干擾時，可僅靠INS系統進行較精確地導航，故相對于現有技術，該系統減小了速率誤差和移動轉角度誤差，解決了INS系統的定位導航誤差隨時間延續不斷增大，即誤差積累、漂移大的技術問題，也解決了因各種車輛使用輪胎尺寸的不同、路面狀況因素等所導致的INS系統速率檢測誤差，提高了GPS/INS組合定位導航系統的定位導航精度。(2)本實用新型的速率檢測校正方法中，當GPS模塊測得所述移動路線為準直線時，GPS模塊才根據經緯度信號對來自INS模塊的速率脈沖信號中的單個速率脈沖所對應的移動距離值進行誤差校正；所述準直線為轉角小于15°的曲線。若移動路線的轉角大于15°，則INS模塊相應生成的速率脈沖數存在較大誤差，不便用于所述誤差校正。

附圖說明

圖1為本實用新型的GPS/INS組合定位導航系統的電路原理圖；

圖2為本實用新型的GPS/INS組合定位導航系統的角度檢測校正方法的程序框圖。

圖3為本實用新型的GPS/INS組合定位導航系統的速率檢測校正方法的程序框圖。

具體實施方式

(實施例1)