[發(fā)明專利]一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810088308.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108088470A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱柏承;孟鑫;孟凡琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01S19/20
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 張肖琪

1.一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：組合導(dǎo)航接收機(jī)將GNSS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行下變頻、捕獲跟蹤、數(shù)據(jù)同步處理，提取出GNSS量測(cè)值；

步驟2：通過(guò)INS陀螺儀和加速度計(jì)測(cè)量值更新INS姿態(tài)、速度和位置信息；

步驟3：GNSS和INS進(jìn)行組合導(dǎo)航擴(kuò)展卡爾曼濾波；

步驟4：提取INS/GNSS組合導(dǎo)航量測(cè)誤差矩陣和系統(tǒng)狀態(tài)協(xié)方差矩陣；

步驟5：遞推時(shí)間間隔以及檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量參數(shù)設(shè)置；

步驟6：構(gòu)造遞推式指數(shù)型檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量并進(jìn)行閾值比較，發(fā)送完好性告警信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟1中所述GNSS可以是GPS或者BDS或者GALILEO或者三者之間的任意組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述GNSS如果采用GLONASS和GPS/BDS/GALILEO進(jìn)行組合，由于GPS采用WGS-84坐標(biāo)系，GALILEO采用GTRF坐標(biāo)系，BDS采用CGCS2000坐標(biāo)系，以上三者坐標(biāo)系原點(diǎn)及坐標(biāo)軸基本一致，坐標(biāo)系之間誤差非常小且在非精密定位下可以忽略；而GLONASS采用PZ-90坐標(biāo)系，需要與GPS/BDS/GALILEO進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟2中采用四元數(shù)法和等效旋轉(zhuǎn)矢量法更新INS姿態(tài)、速度和位置信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟3中組合導(dǎo)航擴(kuò)展卡爾曼濾波的過(guò)程噪聲矩陣采用慣導(dǎo)器件方差作為過(guò)程噪聲矩陣主對(duì)角線數(shù)值，非對(duì)角線數(shù)值設(shè)置為0。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟4中所述INS/GNSS組合導(dǎo)航量測(cè)誤差矩陣r(k)設(shè)置如下：

r(k)＝z(k)-H(k)x-(k)

其中，k代表離散組合導(dǎo)航擴(kuò)展卡爾曼濾波時(shí)間厲元，z(k)代表衛(wèi)星導(dǎo)航與慣導(dǎo)系統(tǒng)偽距差量測(cè)值，H(k)代表組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，x-(k)代表狀態(tài)向量先驗(yàn)估計(jì)值，r(k)代表INS/GNSS組合導(dǎo)航量測(cè)誤差矩陣。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟4中所述INS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)協(xié)方差矩陣V(k)為：

V(k)＝H(k)P-(k)HT(k)+R(k)

其中，P-(k)代表組合導(dǎo)航系統(tǒng)先驗(yàn)估計(jì)協(xié)方差矩陣，R(k)代表量測(cè)噪聲矩陣，V(k)代表INS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)協(xié)方差矩陣。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合導(dǎo)航慢變斜坡故障完好性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：步驟5中所述遞推時(shí)間間隔范圍為5s～1800s，所述檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量參數(shù)設(shè)置為1.478。