[發(fā)明專利]一種提高車載SINS/OD組合導(dǎo)航精度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210584022.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103217158A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈繼超;張波;吳訓(xùn)忠
• 申請（專利權(quán)）人: 賈繼超;張波;吳訓(xùn)忠
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地面車輛定位定向技術(shù)，具體涉及提高車載SINS/OD組合導(dǎo)航精度的關(guān)鍵技術(shù)，屬于車載導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

捷聯(lián)慣導(dǎo)(SINS)是自主式導(dǎo)航設(shè)備，可以輸出車輛的位置、速度及姿態(tài)航向等參數(shù)。然而，SINS的導(dǎo)航誤差隨時(shí)間增長，其導(dǎo)航精度主要取決于陀螺和加速度計(jì)的精度，但高精度的元件會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的成本急劇增加，因而，控制SINS誤差累積成為慣導(dǎo)運(yùn)行的關(guān)鍵問題。采用零速修正可以有效改善系統(tǒng)性能，但對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的使用操縱提出了嚴(yán)格的限制約束條件。利用SINS/GPS雖可以很好解決誤差累積問題，但GPS動(dòng)態(tài)能力差，易受電子干擾，信號(hào)易被遮擋等缺點(diǎn)，且GPS控制權(quán)在美國，不能滿足戰(zhàn)時(shí)需要。一種能夠給陸地車輛提供獨(dú)立速度參考信息的設(shè)備是里程儀，其測速誤差不隨時(shí)間增長，信號(hào)不會(huì)被遮擋和干擾。SINS和OD具有互補(bǔ)特性，SINS/OD組合方式在車載導(dǎo)航中廣為應(yīng)用。

目前，由SINS/OD組成的車載導(dǎo)航系統(tǒng)，通常認(rèn)為OD測量車輛縱向速度，而實(shí)際上，OD測量的是車輛底盤的運(yùn)動(dòng)，SINS安裝在車體上，測量的是車體運(yùn)動(dòng)，底盤與車體不是剛性連接，而是通過懸架結(jié)構(gòu)連接，車體和底盤之間會(huì)有相對(duì)角運(yùn)動(dòng)，有些車輛車體與底盤之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度多達(dá)幾度，若不能精確估計(jì)出車輛車體與底盤之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則會(huì)對(duì)由SINS/OD組成的車載導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此需要對(duì)底盤與車體之間角運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模，并設(shè)計(jì)相應(yīng)算法估計(jì)角誤差。

另外，若安裝SINS/OD系統(tǒng)的車輛為輪式車輛，通常將里程儀刻度系數(shù)當(dāng)作常值或常值加隨機(jī)誤差項(xiàng)處理。但當(dāng)車輛行駛在不同坡度路面上，或以不同加速度行駛時(shí)，輪胎半徑會(huì)發(fā)生變化，里程儀刻度系數(shù)亦隨之發(fā)生變化，不能把里程儀刻度系數(shù)簡單認(rèn)為是常值，或常值加上隨機(jī)誤差項(xiàng)組成，需要建立相應(yīng)的誤差模型以補(bǔ)償刻度系數(shù)變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：現(xiàn)有的SINS/OD組合導(dǎo)航方案未考慮考慮車輛車體與底盤相對(duì)角運(yùn)動(dòng)對(duì)導(dǎo)航精度造成的影響，同時(shí)認(rèn)為建立里程儀刻度系數(shù)模型過于復(fù)雜，將里程儀刻度系數(shù)簡化為常值或常值加隨機(jī)誤差項(xiàng)，本發(fā)明通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度車載SINS/OD組合導(dǎo)航。

本發(fā)明主要內(nèi)容包括：

(1)里程儀刻度系數(shù)數(shù)學(xué)模型

里程儀刻度系數(shù)的路面坡度及車輛加速度的數(shù)學(xué)模型為K_od0為車輛在水平路面勻速行駛時(shí)的里程儀刻度系數(shù)，f_y為前向比力，f_y＝a_y+gθ，a_y為前向加速度，θ為路面縱坡度，為前向比力對(duì)里程儀刻度系數(shù)的影響系數(shù)。

(2)底盤與車體相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型