[發明專利]一種聯合導航系統及方法

無效

• 申請號: 201210109488.2
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102654582A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 周善明
• 申請（專利權）人: 東莞市泰斗微電子科技有限公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種導航系統及方法，尤其是基于衛星導航定位系統的聯合導航系統及方法。

背景技術

導航技術的日益發展，尤其是衛星導航定位系統的出現和日趨成熟（如GPS、格洛納斯、北斗衛星定位系統等），由于其具有全球覆蓋、高精度、全天候的特點，而被廣泛的應用到生活的方方面面。但是由于衛星信號傳播收到的影響因素非常多，尤其是地面眾多的建筑物的城市環境中，很容易出現衛星信號中斷的情況，使得連續定位出現了困難。

針對這個問題，目前已有眾所手段來解決，例如采用慣性導航作為輔助手段，根據慣性導航常用的定位傳感器，如陀螺儀、里程儀等，獲取運動物體的角速度和線速度，結合初始定位信息再通過一定的航跡推算算法算出定位導航信息。然而，慣性導航存在誤差積累的問題，即，隨著導航時間變長，導航誤差會累加，使得導航越久，導航精度越差。盡管這樣，目前使用慣性導航輔助衛星導航進行聯合導航的方法還是普遍采用的連續定位方法，可是，隨著導航技術的普及，越來越多的導航技術是應用在如手機，導航儀等體積小，功耗要求嚴格的小型終端上，而由于慣性導航需要的組件以及功耗問題，使得目前沒有辦法在小型終端中得到很好的應用。因此，目前制約著聯合導航技術往小型終端發展的主要問題是體積、功耗、導航時間越長，精度下降越厲害。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于衛星定位導航系統，尤其是北斗-2代衛星定位導航系統的聯合導航系統，能夠解決單一衛星導航的穩定性，并根據地磁偏向的原理，提出使用地磁導航、地圖修正等的輔助導航手段，結合衛星定位導航系統的結果，能顯著提高單一使用衛星定位導航系統進行定位導航的穩定性和精度，且結構簡單，體積小，功耗低，成本低的特點。

本發明提供一種聯合導航系統，包含衛星定位導航單元，用于周期性輸出運動物體的衛星定位導航信息；處理器單元，用于周期性處理和修正運動物體的導航信息；權重單元，用于周期性計算運動物體多種導航信息之間的權重關系；卡爾曼濾波單元，用于周期性計算運動物體導航信息，和根據權重對導航信息周期性進行整合，得到運動物體最終導航信息，所述系統還包含：三軸磁強計和地圖導航單元，所述三軸磁強計用于周期性測量運動物體磁場強度信息，所述地圖導航單元用于建立運動物體起點和終點的路徑規劃信息。

更進一步，所述處理器單元包括誤差修正單元和磁強導航解算單元，所述誤差修正單元用于修正所述三軸磁強計獲得的初始定位信息，所述磁強導航解算單元用于根據所述三軸磁強計輸出信息計算地磁導航信息。

更進一步，所述誤差修正單元根據衛星定位導航單元接收不到衛星信號時觸發修正操作。

更進一步，所述誤差修正單元根據所述地磁導航信息偏離所述路徑規劃信息預設閾值時觸發修正操作。

更進一步，所述地磁導航信息偏離所述路徑規劃信息預設閾值是指以該時刻路徑規劃信息點為圓心，以15米為半徑的圓形，如果地磁導航信息點不在該圓形內，即超出預設閾值。

更進一步，所述誤差修正單元觸發后，根據路徑規劃信息點產生初始導航信息，并更新原來的初始導航信息。

更進一步，所述衛星定位導航系統輸出導航信息，經過所述卡爾曼濾波單元，周期性輸出到所述磁強導航解算單元，作為初始定位信息。

更進一步，所述權重單元耦合與衛星定位導航單元，用于計算所述衛星定位導航信息的權重，和地磁導航信息的權重。

更進一步，所述衛星定位導航單元是指北斗-2代衛星定位導航單元。

本發明還提供一種聯合導航方法，所述方法包括：

步驟一，終端的衛星定位單元進行定位，輸出定位導航信息；終端的地圖導航軟件根據起點和終點建立路徑規劃信息；

步驟二，終端的三軸磁強計輸出測量值，結合外部輸入的初始導航信息解算和輸出地磁導航信息；

步驟三，衛星定位單元判斷衛星信號是否消失，和/或所述地磁導航信息是否偏離所述路徑規劃信息，是，則根據路徑規劃信息點產生新的初始導航信息，跳轉到步驟二；否，則跳轉到步驟四；

步驟四，所述衛星定位單元輸出的所述定位導航信息，與所述地磁導航信息根據權重進行整合，得到最終的導航信息

采用本發明的技術方案后，能有效提高導航系統的連續定位能力，減小系統的體積和功耗，并能顯著提高導航的精度。

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附圖說明

圖1是本發明實施例的聯合定位導航系統示意圖；

圖2是本發明實施例的聯合定位流程示意圖。

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具體實施方式