[發(fā)明專利]補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法、裝置和組合導(dǎo)航系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710108584.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN108507568B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張全;牛小驥;付立鼎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;G01C25/00;G01S19/47
• 代理公司: 北京龍雙利達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11329
• 代理人: 魏雪嬌;毛威

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法、裝置和一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)，該方法包括：獲取微機(jī)電系統(tǒng)慣性測(cè)量單元MEMS IMU的樣本工作溫度；獲取與該樣本工作溫度對(duì)應(yīng)的MEMS IMU的測(cè)量結(jié)果的誤差參數(shù)值；基于多個(gè)該樣本工作溫度和多個(gè)該誤差參數(shù)值進(jìn)行擬合以獲得誤差參數(shù)?溫度關(guān)系曲線；根據(jù)該曲線對(duì)該MEMS IMU的溫度漂移誤差進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明實(shí)施例提供的補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法，利用大量實(shí)際導(dǎo)航過(guò)程中產(chǎn)生的MEMS IMU樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合獲得的誤差參數(shù)?溫度關(guān)系曲線對(duì)MEMS IMU的溫度漂移誤差進(jìn)行在線補(bǔ)償?；趯?shí)時(shí)導(dǎo)航信息對(duì)該曲線進(jìn)行更新，提高導(dǎo)航精度，降低成本，便于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，并且更具體地，涉及組合導(dǎo)航領(lǐng)域中補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法、裝置和組合導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)

GNSS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)融合全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellitesystem，GNSS)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(inertial navigation system，INS)的優(yōu)點(diǎn)，具有精確導(dǎo)航能力及全天候工作能力，在高精度軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于INS中一些高精度的慣性測(cè)量單元(inertial measurement unit，IMU)，在其傳感器的工作溫度變化不大的情況下，可以在不考慮溫度因素的情況下通過(guò)在線標(biāo)定的方式對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。但是在GNSS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，由于INS中的微機(jī)電系統(tǒng)慣性測(cè)量單元(micro electromechanical system inertial measurement unit,MEMS IMU)的工作溫度變化較大，因此普遍存在MEMS IMU傳感器參數(shù)(如零偏、比例因子)隨溫度變化比較顯著的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“溫度漂移現(xiàn)象”。由溫度漂移現(xiàn)象引起的誤差稱為“溫度漂移誤差”，溫度漂移誤差會(huì)造成導(dǎo)航精度的下降，同時(shí)在高溫或低溫下啟動(dòng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，由于MEMS IMU初始誤差很大而造成初始階段導(dǎo)航精度較差，如顯著的航向偏移等。傳統(tǒng)的解決溫度漂移誤差的方法主要是針對(duì)每只MEMS IMU在出廠時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室全溫標(biāo)定，但是此方法成本較高、效率較低，而且即使經(jīng)過(guò)全溫標(biāo)定，MEMS IMU的溫度漂移特性也會(huì)隨著使用時(shí)間而逐漸變化，MEMSIMU的溫度漂移誤差還是會(huì)存在，影響導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法、裝置和組合導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠提高M(jìn)EMS IMU在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航精度，降低成本，并且便于實(shí)現(xiàn)。

第一方面，提供了一種補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法，該方法包括：獲取微機(jī)電系統(tǒng)慣性測(cè)量單元MEMS IMU的樣本工作溫度；獲取與該樣本工作溫度對(duì)應(yīng)的該MEMS IMU的測(cè)量結(jié)果的誤差參數(shù)值；基于多個(gè)該樣本工作溫度和多個(gè)該誤差參數(shù)值進(jìn)行擬合以獲得誤差參數(shù)-溫度關(guān)系曲線；根據(jù)該誤差參數(shù)-溫度關(guān)系曲線對(duì)該MEMS IMU的該溫度漂移誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

第一方面提供的補(bǔ)償溫度漂移誤差的方法，利用實(shí)際導(dǎo)航過(guò)程中在線產(chǎn)生的MEMSIMU樣本的數(shù)據(jù)，即利用大量的MEMS IMU的樣本工作溫度和與該樣本工作溫度對(duì)應(yīng)的大量的該MEMS IMU的測(cè)量結(jié)果的誤差參數(shù)值，替代了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定的數(shù)據(jù)來(lái)源，通過(guò)進(jìn)行擬合以獲得誤差參數(shù)-溫度關(guān)系曲線，通過(guò)該誤差參數(shù)-溫度關(guān)系曲線對(duì)該MEMS IMU的在后續(xù)使用過(guò)程中的溫度漂移誤差進(jìn)行在線補(bǔ)償，從而克服了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定的溫度誤差模型存在的標(biāo)定參數(shù)由于使用時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸老化的問題，提高了導(dǎo)航的精度，降低了成本，便于實(shí)現(xiàn)。

在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，獲取與該樣本工作溫度對(duì)應(yīng)的該MEMS IMU的測(cè)量結(jié)果的誤差參數(shù)值，包括：獲取與該樣本工作溫度對(duì)應(yīng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS數(shù)據(jù)，該INS數(shù)據(jù)包括載體的角速度和該載體的加速度，該MEMS IMU位于該INS當(dāng)中，該INS安裝于該載體中；基于該INS數(shù)據(jù)通過(guò)卡爾曼濾波算法獲取與該樣本工作溫度對(duì)應(yīng)的該誤差參數(shù)值。