[發明專利]一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法及其裝置

有效

• 申請號: 201910201320.6
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109945857B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 吳峻;沈志樂;郭曉藝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉倩

1.一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1,確定作業區域位置的起始點和待測點，獲取起始點和待測點坐標；

S2，利用車載慣性測量系統在起始點完成靜基座的初始對準，計算得到三個初始姿態角，所述初始姿態角分別為航向角、俯仰角、橫滾角；

S3，將車載慣性測量系統向待測點行進，記錄進行過程中的位置信息和速度信息，完成車載慣性測量系統行進間對準，保存行進間對準數據，所述步驟S3進一步包括：

S31，推導非線性姿態誤差方程，所述姿態誤差方程為，

其中，C_ω為歐拉角微分方程系數矩陣；為C_ω的逆矩陣；為理論導航坐標系n系至計算導航坐標系n′系的變換矩陣；為n系相對于慣性空間的轉動角速度；為的計算誤差；為陀螺儀的測量誤差；為載體坐標系b系至n′系的變換矩陣；

S32，推導非線性速度誤差方程，所述速度誤差方程為：

其中，為加速度計輸出的比力；δf_b為加速度計的測量誤差；為地球自轉角速度；為n系相對于地球的旋轉角速度；為的計算誤差；為的計算誤差；為速度；δvⁿ為速度誤差；

S33，推導位置誤差方程，所述位置信息誤差方程為：

其中，L為緯度；δL為緯度誤差；λ為經度；δV_N為北向速度誤差；V_E為東向速度；δV_E為東向速度誤差；R_M為地球子午圈曲率半徑；R_N為地球卯酉圈曲率半徑；

S34，推導線性觀測方程為，所述線性觀測方程為：

其中，δλ為經度誤差；H為觀測矩陣；X為狀態變量矩陣；V為觀測噪聲陣；

S35，將車載慣性測量系統向待測點行進，記錄進行過程中的位置信息和速度信息；

S36，通過非線性濾波，得到車載慣性測量系統行進間對準后的三個姿態角和相對位移，所述相對位移包括行進間對準結束時刻的位置緯度坐標L₀和位置經度λ₀，所述三個姿態角分別為航向角、俯仰角、橫滾角；

S4，車載慣性測量系統行進至信息失效區域時，通過純捷聯解算完成剩余路程測量，并保存解算數據；

S5，通過步驟S4解算得到的結果，計算待測點的坐標；

S6，重復步驟S1至S5，直至完成所有待測點的測量。

2.如權利要求1所述的一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法，其特征在于所述步驟S2中靜基座初始對準方法采用單位置對準，通過建立線性狀態方程和線性觀測方程，采用標準卡爾曼濾波，結算得到三個初始姿態角。

3.如權利要求1所述的一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法，其特征在于所述步驟S3中建立車載慣性測量系統非線性狀態方程，建立線性觀測方程，采用非線性濾波方法進行濾波，在信號失效前，解算得到載體行進間對準過程的三個姿態角，保存結束時刻的行進間對準數據。

4.如權利要求1所述的一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法，其特征在于所述步驟S4中車載慣性測量系統從初始點到待測點行進，將步驟S3獲取的行進間對準結果作為純慣性測量的初始信息，在信號失效之后，IMU進行純捷聯解算，車載慣性測量系統中心處與待測點接觸時停車，得到純慣性解算過程的相對位移和三個姿態角，保存數據。