[發明專利]一種慣性導航動態對準方法

有效

• 申請號: 201911367098.3
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110987023B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 邱偉;陳銳;陳劍波
• 申請（專利權）人: 成都路行通信息技術有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 陽佑虹

本發明公開了一種慣性導航動態對準方法。包括相互獨立的位置對準步驟和航向對準步驟，位置對準步驟包括：在慣性導航經緯度位置與GPS經緯度位置的距離達到第一距離閾值時，或者GPS的水平精度因子HDOP低于第一精度閾值，且HDOP無明顯波動條件時，將慣性導航的經緯度設置為GPS的經緯度。航向對準步驟包括：在慣性導航航向與GPS航向間的航偏角誤差達到第一角度閾值時，將慣性導航航向設置為GPS航向；在航偏角誤差小于第一角度閾值時，基于航偏角誤差的方差與對應的對準規則執行相應的對準步驟。本發明在位置或航向需要對準時即自動對準，對準及時性高，所設計的分級對準規則，可以防止因對準條件的突變而導致對準精度的降低。

技術領域

本發明涉及導航領域，尤其是一種可進行多次對準的慣性導航動態對準方法。

背景技術

慣性導航系統(INS，以下簡稱慣導)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導航系統。其工作環境不僅包括空中、地面，還可以在水下。慣導的基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中，就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。

慣導系統有如下優點：1、由于它是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式系統，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響；2、可全天候、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿態角數據，所產生的導航信息連續性好而且噪聲低；4、數據更新率高、短期精度和穩定性好。

但是，慣導系統在運行過程中，加速度傳感器、角速度傳感器由于存在零漂和溫漂，計算出的位置信息隨時間推移誤差變大,當設備進入定位盲區時慣性導航已經存在了較大誤差。因此，通常會定期對慣導系統的數據進行對準。

現有的對準方法大致為兩種，一種為同時考慮位置和方向，即希望一次性將慣導系統對準。此種條件下設置的對準條件過于苛刻，容易錯過應當對準的時間點，對于誤差的修正效果較差。另一種為定時對慣導系統進行對準，該種方式無法確保對準的及時性，尤其無法確保進入對準盲區前對慣導系統的對準，使得進入定位盲區后慣導系統存在較大的誤差。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種慣性導航動態對準方法。以從位置和航向兩個維度分別對慣性導航進行對準，進而解決對準及時性，尤其是進入定位盲區前及時對準的問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種慣性導航動態對準方法，包括相互獨立的位置對準步驟和航向對準步驟；其中：

在車速達到第一速度閾值時，執行位置對準步驟；

在慣性導航和GPS航向均為直線行駛時，執行航向對準步驟。

將位置對準和航向對準并行設計，在滿足其一的條件下即執行對應的對準步驟，將對準分為位置和航向兩個維度，設計了較為寬松的對準條件，分別從位置和航向兩個方向對慣導系統進行對準，對準及時性高，可以在車輛行駛過程中動態對慣導系統進行對準，確保在進入定位盲區前可以對慣導系統進行準確的對準行為。

進一步的，所述位置對準步驟包括：

計算慣性導航經緯度位置與GPS經緯度位置的距離，在距離達到第一距離閾值時，將慣性導航的經緯度設置為GPS的經緯度；

或者，計算GPS的水平精度因子HDOP，在HDOP低于第一精度閾值，且HDOP滿足無明顯波動條件時，將慣性導航的經緯度設置為GPS的經緯度。

進一步的，所述無明顯波動條件為：HDOP的標準差在第二精度閾值以內。

進一步的，計算所述HDOP的標準差，為以1秒的時間間隔采集5組HDOP進行的計算。

設計為采集5組數據，一方面是確保對準精度，另一方面為確保對準的及時性。