[發(fā)明專利]基于卡爾曼濾波的GPS單點定位系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410741562.1
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN105738931A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李冰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱米米米業(yè)科技有限公司
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于卡爾曼濾波的GPS單點定位系統(tǒng)，其特征是首先建立GPS定位的卡爾曼濾波模型和方程式，之后進(jìn)行卡爾曼濾波遞推計算;在每一個定位歷元過程中，卡爾曼濾波器首先利用狀態(tài)方程來對接收機當(dāng)前的位置、速度、GPS接收機時鐘差來進(jìn)行預(yù)測；然后，依據(jù)這一狀態(tài)先驗估計值和衛(wèi)星星歷所提供的衛(wèi)星位置和速度，卡爾曼濾波器就能夠預(yù)測GPS接收機對各顆衛(wèi)星的偽距和多普勒頻移值，這些測量預(yù)測值和接收機的實際測量值之差又形成了測量殘余；最后，卡爾曼濾波器通過對測量殘余進(jìn)行處理就能夠得到系統(tǒng)狀態(tài)估計值的校正量以及校正以后的最優(yōu)估計值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于卡爾曼濾波的GPS單點定位系統(tǒng)，其特征是在利用卡爾曼濾波進(jìn)行測速、定位時需要建立合理、準(zhǔn)確的運動模型，不準(zhǔn)確的載體運動模型將會導(dǎo)致濾波在計算過程中產(chǎn)生發(fā)散現(xiàn)象；常速模型和常加速模型是卡爾曼濾波常用的兩種運動模型，其中常速模型是最理想化、最簡單的一種運動模型；在本發(fā)明中采用常速模型，根據(jù)誤差觀測方程，自主推導(dǎo)出卡爾曼濾波的基本模型如下：

卡爾曼濾波模型可以概括為：

狀態(tài)方程：=+(1)

觀測方程：=HX+(2)

式中：（0，），（0，）為系統(tǒng)噪聲和觀測噪聲

=(3)

=(4)

狀態(tài)方程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣為

=(5)

干擾矩陣為

=(6)

T為數(shù)據(jù)采樣間隔；

系數(shù)矩陣為

=(7)

在上式中：

=，=,=；

=。