[發明專利]原子鐘、微慣性測量組合和導航系統的耦合方法及系統

有效

• 申請號: 201610044506.1
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105549058B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 尤政;馬林;劉天一;師帥;曹浪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

1.一種芯片級原子鐘、微慣性測量組合和衛星導航系統的耦合方法，其特征在于，包括以下步驟：

對所述芯片級原子鐘、微慣性測量組合和衛星導航系統進行時空初始對準；

開始進行導航循環，并分別獲取所述芯片級原子鐘、微慣性測量組合和衛星導航系統的數據序列，并對所述微慣性測量組合和衛星導航系統的數據序列進行時間同步；

獲取當前可見衛星的個數，并判斷所述當前可見衛星的個數是否為0；

如果所述當前可見衛星的個數不為0，則以所述芯片級原子鐘提供精確時鐘為輔助，通過所述微慣性測量組合和衛星導航系統所提供的數據序列構造耦合狀態方程；

根據所述當前可見衛星與接收機之間的距離誤差和距離變化率誤差構造耦合量測方程；

對所述耦合狀態方程和耦合量測方程進行組合濾波，并修正所述微慣性測量組合的誤差。

2.如權利要求1所述的耦合方法，其特征在于，還包括：

如果所述當前可見衛星的個數為0，則通過所述微慣性測量組合進行導航定位。

3.如權利要求1所述的耦合方法，其特征在于，所述對所述芯片級原子鐘、微慣性測量組合和衛星導航系統進行時空初始對準，包括：

通過所述衛星導航系統進行定位計算以獲取接收機鐘差恢復出衛星導航系統時，并根據所述衛星導航系統時對所述芯片級原子鐘進行時間初始對準；

控制所述衛星導航系統啟動工作并進行衛星導航定位，得到所述衛星導航系統接收機的經度、緯度和高程，并將所述經度、緯度和高程賦值給所述芯片級原子鐘、微慣性測量組合和衛星導航系統耦合初始位置；

通過所述微慣性測量組合測量俯仰角和滾轉角，并根據預先輸入的偏航角、所述俯仰角和滾轉角對所述芯片級原子鐘、微慣性測量組合和衛星導航系統進行姿態初始對準。

4.如權利要求1所述的耦合方法，其特征在于，所述對所述微慣性測量組合和衛星導航系統的數據序列進行時間同步，包括：

利用所述微慣性測量組合的數據序列，采用線性插值外推方法估計所述衛星導航系統當前時刻的慣性導航信息。

5.如權利要求1所述的耦合方法，其特征在于，以所述芯片級原子鐘提供精確時鐘為輔助，通過所述微慣性測量組合和衛星導航系統所提供的數據序列構造耦合狀態方程，包括：

以所述芯片級原子鐘提供精確時鐘為輔助，選用狀態變量為X_INS，并根據所述微慣性測量組合和衛星導航系統所提供的數據序列以及所述狀態變量構造所述耦合狀態方程；其中，

其中，為以微慣性測量組合進行導航計算的緯度、經度和高程誤差，δV＝[δv_E δv_N δv_U]為所述以微慣性測量組合進行導航計算的東向、北向和天向速度誤差，Φ＝[α β γ]為俯仰、滾轉和偏航姿態角誤差，為所述微慣性測量組合三軸加速度計零偏，ε＝[ε_x ε_y ε_z]為所述微慣性測量組合中三軸陀螺零偏，δSF_a＝[δSF_ax δSF_ay δSF_az]為所述微慣性測量組合中三軸加速度計的標度因數誤差，δSF_g＝[δSF_gx δSF_gy δSF_gz]為所述微慣性測量組合中三軸陀螺的標度因數誤差。