[發明專利]慣性導航和輪速計組成的航跡推算定位系統誤差估算算法

有效

• 申請號: 201410613529.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104359492A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 祝輝;何筆華;梁華為;余彪
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

1.一種慣性導航和輪速計組成的航跡推算定位系統誤差估算算法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)試驗車打開車載的慣導、輪速計和GPS行駛一段路程，分別記錄慣導航向、輪速計和GPS經緯度坐標數據；

(2)根據慣導航向數據和輪速計數據進行航跡推算，得出n時刻航跡推算坐標(x_n,y_n)；

(3)以試驗車的起點為原點設置局部坐標系，將GPS經緯度坐標和步驟(2)中的航跡推算坐標轉換為局部坐標系坐標，并以正北方向作為Y軸正方向，正東方向作為X軸正方向，兩個坐標數據整合到同一坐標系中進行對比，以GPS經緯度坐標點為標準參量，航跡推算坐標點為包含誤差的對比值，兩坐標點之間的距離即為誤差值；

(4)設定慣導航向初始誤差角、左輪速計初始誤差和右輪速計初始誤差3個偏差量為導致航跡推算得到的坐標出現誤差的誤差參數；

(5)確定誤差參數值最優值所在的范圍：首先對誤差參數組進行篩選，當誤差參數值水平數為1或2時，通過作圖的辦法對誤差參數組進行篩選，當誤差參數值水平數大于等于3時，通過正交試驗法對誤差參數組進行篩選；然后將篩選出的誤差參數組代入局部坐標系中的航跡推算坐標中計算誤差大小來確定最優值的取值區間；

(6)將篩選出的誤差參數組代入局部坐標系中的航跡推算坐標中計算誤差大小，根據計算比較誤差最大值和均值能否滿足精度要求，判斷是否為誤差參數組的最優解；

(7)在計算得到誤差參數組的最優解后，將最優解代入慣導航向和輪速計的左右輪數據中進行修正，使用修正后的慣導航向和輪速計數據進行航跡推算便可以得到修正后的慣導定位坐標。

2.根據權利要求1所述的誤差估算算法，其特征在于，步驟(2)中，航跡推算具體為：根據試驗車的慣導航向和輪速計的車輛行駛距離數據，通過三角函數法計算車輛的位置坐標(x_n,y_n),如下式所示：

x_n＝x_n-1+△Ls*cos(heading_n-1)????(i)

y_n＝y_n-1+△Ls*sin(heading_n-1)

其中△Ls為單位采樣時間內試驗車移動的距離，heading_n-1為第n-1時刻試驗車的瞬時慣導航向。

3.根據權利要求2所述的誤差估算算法，其特征在于，所述單位采樣時間內試驗車移動的距離△Ls取左輪和右輪的行駛距離的平均值，如下式所示：

Ls=(LsL+LsR)2---(ii)]]>

其中Ls是輪速計記錄的行駛距離平均值，Ls_L為左輪輪速計記錄的行駛距離，Ls_R是右輪輪速計記錄的行駛距離，單位采樣時間內試驗車移動的距離△Ls＝Ls_n-Ls_n-1，其中Ls_n為n時刻的左右輪速計記錄的行駛距離的平均值。