[發明專利]一種慣性/多天線GNSS組合導航方法及裝置

有效

• 申請號: 201811042440.8
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108680942B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 李濤;李冠南;范仕欽;王北鎮
• 申請（專利權）人: 湖南天羿領航科技有限公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48;G01S19/44;G01C21/16
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發明公開一種慣性/多天線GNSS組合導航方法及裝置，該方法包括：S1.使用慣性導航系統與GNSS的組合導航系統進行組合導航，輸出導航信息、姿態角信息；S2.接收姿態角信息，并使用多GNSS定姿定向系統計算方位角信息，輸出計算得到的方位角信息；S3.組合導航系統接收計算得到的方位角信息進行更新，輸出更新后的導航信息。本發明具有實現方法簡單、能夠實現慣性/GNSS組合導航與多GNSS定姿定向的雙向融合，且導航精度高且收斂速度快等優點。

技術領域

本發明涉及組合導航技術領域，尤其涉及一種慣性/多天線GNSS（GlobalNavigation Satellite System，全球導航衛星系統）組合導航方法及裝置。

背景技術

慣性/GNSS組合導航融合了慣性導航和衛星導航的優點，已經大量應用于各種軍用民用領域。慣性/GNSS組合導航系統中，傳統的慣性/ GNSS松組合或者緊組合算法，在水平姿態角估計上有很好的收斂速度和精度，但由于受可觀測性的影響，方位角的估計精度較差，同時存在等效方位陀螺零偏。

多GNSS定姿定向方法是利用多個GNSS天線構成安裝關系固定的超短基線，并進而通過雙差載波相位觀測的處理來確定基線的姿態和方位的技術，可以獲得更為精確的方位角。多GNSS定姿定向的核心是載波相位雙差整周模糊度的求解，如LAMBDA以及各種改進的LAMBDA算法已經成為應用最為廣泛的整周模糊度求解算法，但是LAMBDA以及各種改進的LAMBDA算法，均需要首先確定一個雙差模糊度浮點向量以及該向量對應的不確定性矩陣，然后計算雙差模糊度整數向量，模糊度浮點向量與正確的模糊度整數向量越接近、不確定性越小，則后續模糊度整數向量求解的成功率越高，計算效率也越高，相反地，若模糊度浮點向量與正確的模糊度整數向量相差較大、不確定性大，則會導致后續無法求解得到模糊度整數向量，計算效率低，即多GNSS定姿定向的求解成功率、計算效率直接取決于模糊度浮點向量的精度。

在對方位精度要求高的應用領域，有從業者提出將多個GNSS天線與慣性導航融合，構成慣性/多GNSS組合導航系統，由組合導航系統進行導航計算，利用多GNSS定姿定向技術計算方位角來提高方位的檢測精度，但是該類系統中慣性導航系統、多GNSS定姿定向系統為相互獨立的系統，兩個系統之間并沒有實現充分的數據融合，沒有充分地利用組合導航系統、多GNSS定姿定向系統的檢測信息，系統的實際檢測精度以及收斂速度仍不高。因而亟需提供一種慣性/多天線GNSS組合導航方法，以實現慣性/GNSS組合與多GNSS定姿定向之間的充分融合，提高組合導航系統的性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種實現方法簡單、能夠實現慣性/GNSS組合與多GNSS定姿定向之間的雙向數據融合、檢測精度高且收斂速度快的慣性/多天線GNSS組合導航方法及裝置。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種慣性/多天線GNSS組合導航方法，包括：

S1. 使用慣性導航系統與GNSS的組合導航系統進行組合導航，輸出導航信息、姿態角信息；

S2. 使用多GNSS定姿定向系統接收所述姿態角信息，并計算方位角信息，輸出計算得到的方位角信息；

S3. 所述組合導航系統接收所述步驟S2計算得到的方位角信息進行更新，輸出更新后的導航信息。

作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S1中進行組合導航時，通過第一卡爾曼濾波器進行濾波估計，所述第一卡爾曼濾波器采用慣性/GNSS組合模型，所述步驟S3中進行更新時，所述慣性/GNSS組合模型中觀測量包括所述方位角信息。