[發明專利]一種用于捷聯慣導的北斗/里程計組合標定方法

有效

• 申請號: 201510809922.1
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN106767894B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 張慧;向榮;尹世梅;付小杰;郭林峰;張國林;凌航;郭曉丹
• 申請（專利權）人: 北方信息控制集團有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 王培松<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種用于捷聯慣導的北斗/里程計組合標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將慣性導航裝置安裝于試驗用車上，加電啟動，完成初始工作準備及自檢；

步驟2、車輛靜止時，裝訂初始里程計標度因數及方位安裝誤差角，裝訂停車點BD2的位置信息完成系統裝訂；

步驟3、接收尋北命令，自動完成尋北并進入導航狀態；

步驟4、車輛啟動，沿選定路線行駛，系統由BD2位置信息和里程航位推算同時標定里程計標度因數及方位安裝誤差角，其中：

里程計標定為實時采集里程計脈沖，由航位推算估計終點坐標，并自動標定計算得到里程計標度因數及方位安裝誤差角；

BD2標定采用位置信息計算里程計標度因數及方位安裝誤差角，車輛每行駛2km分別由里程航位推算和BD2位置信息標定一次里程計，將此刻里程航位推算的坐標值與BD2的位置信息相比較，若誤差相對精度大于1％，則由BD2位置信息標定的結果更新里程參數，并進行里程計標度因數、方位安裝誤差角修正，作為下一段標定的里程裝訂參數，同時將此刻的BD2坐標值作為下一段2km路程標定的起始位置；重復上述標定過程，直到兩種標定的誤差相對精度小于1％，結束標定，將此次的里程計標度因數、方位安裝誤差角作為最終的里程裝訂參數，通過捷聯慣導與北斗/里程計組合，由Kalman濾波估計出捷聯慣導的輸出誤差，并不斷修正輸出各導航參數，以提高定位精度；

步驟4中，里程計標定采用經典標定算法，其實現過程如下：

車輛在已知兩坐標點間沿固定路線行駛，記錄里程計輸出的脈沖數N，兩坐標點間的距離為S，則里程計標度因數為：k＝S/N；里程計速度：里程計速度在導航坐標系n的表達式：則：

里程計的位置微分方程為：

其中，L_L、B_L、h_L分別為航位推算里程計定位解算的經度、緯度和高度，且對定位誤差影響較大的方位安裝誤差角其中，L_x1、L_y1為車輛真實位移在東向和北向的投影分量，計算公式如下:

L_x1＝(R_N+h)cosL_asin(B_b-B_a)，L_y1＝(R_M+h)sin(L_b-L_a)；

L_x2、L_y2為車輛計算位移在東向和北向的投影分量，計算公式如下:

L_x2＝(R_N+h)cosL_asin(B_b′-B_a)，L_y2＝(R_M+h)sin(L_b′-L_a)；

所述步驟4中，BD2位置信息標定的方法包括：

車輛開始運動前記錄經緯度的初值Lat_b(i)、Lon_b(i)(i＝1…n)，i為每2km一次的計數；在車輛運動過程中每2km記錄一次BD2位置信息，將2km時BD2經緯度的當前值作為此處計算所用的終值Lat_e(i)、Lon_e(i)(i＝1…n)，通過坐標變換將BD2信號的經緯度轉換為可用于計算的坐標值X_b(i)、Y_b(i)、X_e(i)、Y_e(i)，則真實位移及計算位移在X、Y的分量計算公式分別如下：

其中，X_o(i)、Y_o(i)為BD2輸出經緯度值Lat_o(i)、Lon_o(i)(i＝1…n)經過坐標轉換得到的實際坐標值；當車輛處于運動狀態時，Lat_o(i)、Lon_o(i)取運動車輛的經緯度當前值；當車輛處于靜止狀態時，Lat_o(i)、Lon_o(i)取前一時刻的經緯度固定值；

真實位移及計算位移的計算公式分別如下：

標度因數

其中，k(0)為車輛開始運動前初始裝訂的里程計標度因數；

真實位移下方位角γ1及計算位移下方位角γ2的計算公式分別如下：

最終每2km標定的方位安裝誤差角γ(i)＝γ₁(i)-γ₂(i)；

重復本步驟來標定BD2位置信息，直到坐標精度誤差小于1‰。