[發(fā)明專利]基于捷聯(lián)慣導(dǎo)解算和零速校正的自主導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310566710.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN103616030A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于飛;于春陽;蘭海鈺;周廣濤;盧寶峰;史宏洋;林萌萌;張麗麗;趙博;李佳璇;白紅美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/28
• 分類號(hào): G01C21/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于捷聯(lián)慣導(dǎo)解算和零速校正的自主導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法。

背景技術(shù)

行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)(包括MEMS三軸磁力計(jì)、MEMS三軸加速度計(jì)、MEMS三軸陀螺儀)主要用于個(gè)人在已知或未知條件下的自主導(dǎo)航和實(shí)時(shí)定位，輔助完成各類型的緊急救援任務(wù)。當(dāng)火災(zāi)、地震等緊急意外發(fā)生時(shí)，事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)可能存在可視性降低、固有環(huán)境改變等不利于救援的情況，營救人員無法快速準(zhǔn)確的辨別自身位置。此時(shí)，行人導(dǎo)航系統(tǒng)提供的定位信息可為營救人員提供有效的技術(shù)保障。

現(xiàn)有的具有單兵導(dǎo)航定位功能的產(chǎn)品絕大數(shù)主要依靠GPS(Global?Positioning?System)進(jìn)行定位，但當(dāng)GPS信號(hào)缺失時(shí)，系統(tǒng)將無法工作，繼而無法滿足行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)自主、實(shí)時(shí)、穩(wěn)定的定位要求。因此，研究在無GPS情況下的單兵自主定位技術(shù)具有一定應(yīng)用價(jià)值。基于MEMS慣性測(cè)量技術(shù)的行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)工作時(shí)不依賴于任何外部信息，具有良好的抗干擾性，因此，研究基于MEMS慣性測(cè)量技術(shù)的行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用價(jià)值。但目前MIMU的測(cè)量精度總體上較低，傳感器誤差隨時(shí)間的漂移比較嚴(yán)重，導(dǎo)致MIMU的導(dǎo)航誤差積累急劇增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于捷聯(lián)慣導(dǎo)解算和零速校正的MEMS行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法，旨在解決現(xiàn)有的MEMS慣性測(cè)量器件精度較低，基于MEMS慣性測(cè)量技術(shù)的行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)長時(shí)間使用時(shí)導(dǎo)航定位誤差較大的問題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于捷聯(lián)慣導(dǎo)解算和零速校正的MEMS行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法，該基于捷聯(lián)慣導(dǎo)解算和零速校正的MEMS行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法包括以下步驟：

步驟一：將行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)固定于單兵腳上，手持PDA實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)行人運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)輸出的量測(cè)信息，任意時(shí)刻k接收到的系統(tǒng)輸出信息為y_k；

步驟二：利用MEMS加速度計(jì)和MEMS磁力計(jì)輸出值，及公式求得初始載體姿態(tài)信息

步驟三：使用步驟一中存儲(chǔ)的行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)，及微分方程更新的方向余弦矩陣

步驟四：利用步驟三中求出的行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣及公式估計(jì)出單兵系統(tǒng)導(dǎo)航狀態(tài)包含行人導(dǎo)航系統(tǒng)的三維位置向量、速度向量、姿態(tài)向量，即

步驟五：利用步驟一中得到的行人導(dǎo)航系統(tǒng)中MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀的輸出值及公式判斷出行人自主導(dǎo)航系統(tǒng)的零速區(qū)間；

步驟六：利用步驟五中判斷出得零速狀態(tài)，使用基于卡爾曼濾波的零速誤差校正器，采用輸出校正的方式對(duì)導(dǎo)航解算結(jié)果進(jìn)行修正；

通過以上循環(huán)即可估計(jì)出任意時(shí)刻k的狀態(tài)量。

進(jìn)一步，在步驟一中，行人導(dǎo)航系統(tǒng)包括：MEMS陀螺儀、MEMS加速度計(jì)、MEMS磁力計(jì)。

進(jìn)一步，在步驟一中，任意時(shí)刻k接收到的系統(tǒng)輸出信息為y_k＝[f_k?ω_k?m_k]^T；