[發明專利]一種基于MEMS/GPS組合系統的信息條件匹配濾波估計方法

有效

• 申請號: 201610094618.8
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105606094B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 周艷麗;郭濤;楊亮;王盛;張承亮;趙龍;羅強力;車鵬宇
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C25/00;G01S19/47
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種基于MEMS/GPS組合系統的信息條件匹配濾波估計方法，其特征在于步驟如下：

(1)將MEMS/GPS組合系統安裝在載體上，在載體運動過程中，MEMS慣性儀表實時測量載體坐標系下運動載體的三軸加速度以及三軸角速度值，同時獲得GPS測量的在地理坐標系下運動載體的三軸速度和位置信息；

(2)對步驟(1)中所述MEMS慣性儀表測量得到的載體坐標系下的運動載體三軸加速度以及三軸角速度值進行條件篩選匹配，剔除測量野值和無效值，滿足篩選條件情況下進行捷聯導航解算；

(3)對步驟(1)中所述GPS測量得到的地理坐標系下運動載體的三軸速度和位置信息進行條件篩選匹配，滿足篩選條件的情況下表示GPS測量得到的運動載體的三軸速度和位置信息有效，進入步驟(4)，否則表示無效，直接進行捷聯導航解算；

(4)根據所述載體的運動狀態確定進行捷聯導航解算或者組合導航解算，進行捷聯導航解算時，得到載體的導航信息，該導航信息包括速度信息、位置信息和姿態信息；

進行組合導航解算時，得到載體的速度誤差、位置誤差、姿態誤差和MEMS慣性儀表誤差；

所述載體的運動狀態包括加減速狀態、轉彎狀態和低速運行狀態；

所述根據所述載體的運動狀態確定進行捷聯導航解算或者組合導航解算具體為：

(4.1)判斷載體是否處于加減速狀態，如果處于加速或者減速狀態，則進行捷聯導航解算，否則進入步驟(4.2)；

通過載體的前向加速度來判斷載體的加減速狀態：|Acc_y|≥1m/s^2；

(4.2)判斷載體是否處于轉彎狀態，如果處于轉彎狀態，則進行捷聯導航解算，否則進入步驟(4.3)；

用天向的陀螺來進行彎道檢測，|Gyro_z|≥20°/s；

(4.3)判斷載體是否處于低速運行狀態，如果處于低速運行狀態，則進行捷聯導航解算，否則進行組合導航解算；

所述低速運行狀態是指載體滿足東、北、天三個方向速度的合 速度不大于10m/s；

(5)根據步驟(4)通過組合導航解算得到載體的速度誤差、位置誤差、姿態誤差和MEMS慣性儀表誤差，分別設置速度誤差修正量、位置誤差修正量、姿態誤差修正量以及儀表誤差修正量，對所述MEMS/GPS組合系統進行誤差校正，最終獲得準確的導航信息，完成基于MEMS/GPS組合系統的信息條件匹配濾波估計。

2.根據權利要求1所述的一種基于MEMS/GPS組合系統的信息條件匹配濾波估計方法，其特征在于：所述步驟(2)對三軸角速度值進行條件篩選匹配通過下述公式進行：

其中，ΔGyro_x(k)為第k時刻的X軸角速度值Gyro_x(k)與第k-1時刻的X軸角速度值Gyro_x(k-1)之間的差值，ΔGyro_x(k-1)為第k-1時刻的X軸角速度值Gyro_x(k-1)與第k-2時刻的X軸角速度值Gyro_x(k-2)之間的差值；

ΔGyro_y(k)為第k時刻的Y軸角速度值Gyro_y(k)與第k-1時刻的Y軸角速度值Gyro_y(k-1)之間的差值，ΔGyro_y(k-1)為第k-1時刻的Y軸角速度值Gyro_y(k-1)與第k-2時刻的Y軸角速度值Gyro_y(k-2)之間的差值；

ΔGyro_z(k)為第k時刻的Z軸角速度值Gyro_z(k)與第k-1時刻的Z軸角速度值Gyro_z(k-1)之間的差值，ΔGyro_z(k-1)為第k-1時刻的Z軸角速度值Gyro_z(k-1)與第k-2時刻的Z軸角速度值Gyro_z(k-2)之間的差值；

Yuzhi_Gyro_x、Yuzhi_Gyro_y和Yuzhi_Gyro_z為角速度預設閾值，K_Gyro_x、K_Gyro_y和K_Gyro_z為角速度比例系數。