[發明專利]一種基于加計內阻尼的組合導航系統及其導航方法

在審

• 申請號: 201811546269.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109470243A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 高勇
• 申請（專利權）人: 高勇
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于加計內阻尼的組合導航系統及其導航方法，導航系統包括衛星接收機設備、慣導系統、組合導航計算機及數據采集模塊；導航方法包括以下步驟：a)數據采集模塊通過總線接收導航控制指令、慣性數據及攜帶同步時間戳的衛星定位數據，并輸送至組合導航計算機；b)組合導航計算機通過慣性數據判斷當前的運動狀態，結合外部的導航控制指令及衛星數據有效性，進行導航模式的選擇；c)組合導航計算機根據選擇的導航模式進行組合量測更新計算，得到系統狀態誤差；d)數據采集模塊輸出組合導航計算結果。本發明的優點是，能夠提高慣性/衛星組合導航精度以及衛星定位斷開的保持能力。

技術領域

本發明屬于衛星導航領域，具體涉及一種基于加計內阻尼的組合導航系統及其導航方法。

背景技術

慣性導航系統以其自主性高、數據連續性好等優點應用到很多領域，但高精度慣性器件價格高昂，低精度慣性器件導航誤差難以滿足導航精度要求。隨著慣性/衛星組合導航系統技術的發展，低精度慣性導航系統在無人系統領域得到廣泛應用。傳統慣性/衛星組合導航方法，衛星定位斷開的精度、保持能力較差，通過加計內阻尼方法，能夠提高慣性/衛星組合精度以及衛星定位斷開的保持能力。

現有中國專利文件200610040662.7公布了一種基于捷聯慣性導航系統的姿態估計和融合的方法，其主要技術方案為：一種基于捷聯慣性導航系統的姿態估計和融合的方法，包括：(1)利用六自由度慣性測量組件(簡稱IMU)中的傳感器感應載體運動特性；(2)進行捷聯慣性解算；(3)在進行步驟(2)同時利用加速度估計系統的姿態信號；(4)判斷姿態估計值的可信度；(5)進行姿態信息融合；(6)輸出導航參數；本發明的方法具有以下優點：(1)不增加任何硬件成本并且不改變硬件安裝結構；(2)具有完全的自主性，不受外界環境的影響，能夠全天候工作；(3)能夠有效提高系統的導航精度，特別是姿態精度；(4)系統能夠為控制顯示裝置提供每秒鐘50次以上的導航信號。其是基于捷聯慣性導航系統，雖都解決提高導航精度的問題，但整體方案與本發明方案不同。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，提供一種基于加計內阻尼的組合導航系統及其導航方法，能夠提高慣性/衛星組合導航精度以及衛星定位斷開的保持能力。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于加計內阻尼的組合導航系統，包括衛星接收機設備、慣導系統、組合導航計算機及數據采集模塊，所述衛星接收機設備輸出衛星定位數據以及時間同步信息，所述慣導系統輸出慣性導航數據，所述組合導航計算機進行基于加計內阻尼的組合導航計算，所述數據采集模塊負責接收導航指令、慣性數據以及衛星定位數據，并發送組合導航結果。

一種采用上述基于加計內阻尼的組合導航系統的組合導航方法，包括以下步驟：

a)數據采集模塊通過總線接收導航控制指令、慣性數據及攜帶同步時間戳的衛星定位數據，并輸送至組合導航計算機；

b)組合導航計算機通過慣性數據判斷當前的運動狀態，結合外部的導航控制指令及衛星數據有效性，進行導航模式的選擇；

c)組合導航計算機根據選擇的導航模式進行組合量測更新計算，得到系統狀態誤差；

d)數據采集模塊輸出組合導航計算結果。

進一步的，所述步驟b)中導航模式的選擇方法為：導航控制指令分為自動選擇、人工選擇兩種方式，在自動選擇模式下，導航模式的降級順序為慣性/衛星組合導航、加計內阻尼航姿導航、純慣性導航；人工選擇模式下，控制指令為衛星組合導航和自主導航，控制指令為衛星組合導航時，若衛星定位有效，則進入慣性/衛星組合導航模式；否則，進入純慣性導航模式；控制指令為自主導航時，若滿足運動平穩無大機動條件，則進入加計內阻尼航姿導航模式，否則進入純慣性導航模式。

進一步的，所述運動平穩無大機動條件為：