[發明專利]一種車載GNSS/INS組合導航的動態桿臂誤差估計和補償方法

有效

• 申請號: 201910288631.0
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110221332B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 熊璐;陳辛波;韓燕群;夏新;陸逸適;高樂天;胡英杰;魏琰超;宋舜輝;劉偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G01S19/52;G01S19/40;G01C21/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種車載GNSS/INS組合導航的動態桿臂誤差估計和補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：車輛行駛前利用測量儀器測量GNSS相位中心與慣組中心在車輛坐標系下的桿臂值并在車輛靜止狀態下進行INS的初始化；

步驟2：采集車輛行駛過程中的INS原始導航數據和GNSS數據；

步驟3：對GNSS數據進行可用性判斷、異常點去除、信號插值和濾波后將得到的輸出PVT信息和航向信息以及信號的可用性信息均輸入到組合濾波器中；

步驟4：將INS原始導航數據進行器件補償和姿態解算后分別進入動態桿臂補償判斷和導航計算后將得到的判斷結果及補償量、INS導航相關信息以及速度增量姿態、速度和位置均輸入到組合濾波器中；

步驟5：當組合濾波器的數據輸入完畢后，建立組合導航系統的狀態方程，對狀態方程進行估計，每次濾波后，利用濾波估計出的結果對INS解算結果進行反饋校正；

所述步驟4中的動態桿臂補償判斷具體包括：根據當前輸入三軸角速度和三軸加速度值輔以設定的權重值求解車輛工況的表征參數并設定不同閾值表征急加速急減速大轉向或者劇烈工況，若車輛工況的表征參數小于等于設定閾值時，則不進行動態桿臂補償，若車輛工況的表征參數大于設定閾值時，則進行動態桿臂補償，所述車輛工況的表征參數的計算公式為：

式中，|R|為車輛工況的表征參數，k₁、k₂和k₃分別為三軸對應權重值，和分別為當前三軸比力值，和分別為當前輸入三軸角速度；

所述步驟4中的補償量的計算公式為：

且|R|≤|R|_th2

式中，為靜態測量值，δl^b為桿臂值，和分別為靜態下GNSS相位中心與慣組中心在車輛坐標系下三個坐標軸的桿臂，φ_x、φ_y和φ_z分別為三個坐標軸的車輛姿態角，|R|_th和|R|_th2為用于劃定判定區間的設定閾值，為動態補償桿臂值。

2.根據權利要求1所述的一種車載GNSS/INS組合導航的動態桿臂誤差估計和補償方法，其特征在于，所述步驟3中的可用性判斷，其描述公式為：

式中，Q_GNSS表示信號可用性。

3.根據權利要求1所述的一種車載GNSS/INS組合導航的動態桿臂誤差估計和補償方法，其特征在于，所述步驟4中的速度增量姿態、速度和位置采用二子樣圓錐誤差補償算法計算，其對應的計算方程組為：

式中，Δθ_m1和Δθ_m2為陀螺兩次等間隔采樣對應的角增量，T為采樣時間，為以慣性坐標系作為參考基準，載體系從t_m-1時刻到t_m時刻的旋轉變化，為以慣性坐標系作為參考基準，地理系從t_m時刻到t_m-1時刻的旋轉變化，下標i表示慣導系統解算值，上下標b表示載體系，上下標n表示地理系，(m)表示t_m時刻，(m-1)表示t_m-1時刻，φ帶上下標表示對應姿態，I表示單位矩陣，為常值。

4.根據權利要求1所述的一種車載GNSS/INS組合導航的動態桿臂誤差估計和補償方法，其特征在于，所述步驟5包括以下分步驟：

步驟51：建立系統方程；

步驟52：建立量測方程；

步驟53：建立kalman濾波系統方程并使量測方程離散化；

步驟54：利用kalman濾波系統方程進行反饋校正。