[發明專利]一種基于多源信息融合的車載定位方法

有效

• 申請號: 201710854194.5
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107656301B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 張靖;孫謙;李海洲;陳鴻躍;陳雨;王盛;王向東;趙曉偉;趙琳;狄世超
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47;G01C21/16
• 代理公司: 北京國之大銘知識產權代理事務所(普通合伙) 11565
• 代理人: 朱曉蕾

本發明公開了一種基于多源信息融合的車載定位方法，該車載定位方法包括如下步驟：步驟1，從各系統中分別獲取導航信息；步驟2，對來自不同系統的導航信息進行時空配準；步驟3，進行局部濾波；步驟4，進行信息融合；步驟5，信息融合后，輸出定位信息，利用信息分配原則對主濾波器和子濾波器進行重置，然后返回步驟1。本發明創新地提供了一種基于多源信息融合的車載定位方法，將不同定位系統提供的位置信息進行數據融合，增加了系統余度，使得不同定位系統之間優勢互補，增強系統動態適應能力，使總系統獲得優于局部系統的精度，提高車載定位能力，進而使陸用武器發射系統具備長時、大范圍機動能力。

技術領域

本發明涉及車載捷聯慣導定位定向技術領域，更為具體地，本發明為一種基于多源信息融合的車載定位方法。

背景技術

目前，為提高車載定位系統長時間精度保持能力和復雜環境適應能力，本領域技術人員一直都在尋找一種高精度、高可靠性的定位方法。但是，現有的單一導航定位系統存在固有缺陷，無法提供持續、穩定的導航信息，其更無法滿足武器發射系統對長時、大范圍機動能力的要求。比如，衛星導航系統的衛星信號易受干擾和欺騙，里程計系統常存在參數漂移、誤差累積、受環境影響較穩嚴重等問題，高程計系統精度較差，地圖匹配系統精度受數字地圖精度影響且只能修正垂直方向的位置誤差，地磁匹配系統易受干擾且匹配可靠性弱，景象匹配系統信息采集難度大，慣性導航系統需要不斷更新校正、且高精度慣導費用過高。

因此，如何使車載定位系統提供持續、穩定的導航信息，已經成為了本領域技術人員亟待解決的技術問題和始終研究的重點。

發明內容

為解決現有單一導航系統無法提供持續、穩定的導航信息的問題，本發明創新地提出了一種基于多源信息融合的車載定位方法，通過數據融合的方式增加系統余度，從而使不同定位系統之間形成優勢互補，從而有效提高了定位信息的穩定性、持續性及可靠性。

為實現上述的技術目的，本發明公開了一種基于多源信息融合的車載定位方法，所述車載定位方法包括如下步驟：

步驟1，在各自的量測時空內，從各系統中分別獲取導航信息；所述各系統包括捷聯慣導系統、里程計系統、衛星導航系統、地圖匹配系統及高程計系統，將捷聯慣導系統作為公共參考系統；

步驟2，對來自不同系統的導航信息進行時空配準，令所有導航信息具有一致的時空屬性；所述時空配準包括時間配準和空間配準；

步驟3，將來自捷聯慣導系統的導航信息分別送入至各子濾波器，且將經過時空配準的導航信息分別送入各自對應的子濾波器、進行局部濾波；

步驟4，將各子濾波器輸出的信息和捷聯慣導系統的導航信息均送入主濾波器中、進行信息融合；

步驟5，信息融合后，輸出定位信息，利用信息分配原則對主濾波器和子濾波器進行重置，然后返回步驟1。

本發明創新地提供了一種基于多源信息融合的車載定位方法，將不同定位系統提供的位置信息進行數據融合，增加了系統余度，使得不同定位系統之間優勢互補，增強系統動態適應能力，從而使總系統獲得優于局部系統的精度，提高車載定位能力，進而使陸用武器發射系統具備長時、大范圍機動能力。

進一步地，由于來自各導航數據源的信息往往具有不同的時空屬性，而具有不同的時空屬性的信息無法直接進行融合，因此，本發明步驟2中，時間配準過程中，采用硬件中斷計時與數據擬合外推結合的方式進行時間統一；空間配準過程中，采用統一基準坐標系與補償桿臂誤差結合的方式進行空間統一。

進一步地，步驟4中，令各子濾波器輸出兩類信息至主濾波器，兩類信息分別為狀態估計值和誤差協方差陣，主濾波器和各子濾波器形成聯邦卡爾曼濾波器。

進一步地，步驟4中，所述信息融合過程使用具有24維狀態變量的誤差模型，所述誤差模型中的誤差狀態量為：