[實用新型]精密點定位和慣性導航系統組合的高精度導航系統

有效

• 申請號: 201921424509.3
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN211698218U
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李一鶴;易玉丹;麥克·霍頓;王達;王先昆;董曉光
• 申請（專利權）人: 新納傳感系統有限公司
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 朱亦倩

本實用新型提供一種精密點定位和慣性導航系統組合的高精度導航系統。所述高精度導航系統包括：導航終端設備，其包括慣性傳感單元、衛星定位接收機、處理模塊和無線傳輸模塊，所述慣性傳感單元得到慣性觀測數據，所述衛星定位接收機得到衛星觀測數據，所述無線傳輸模塊將所述衛星觀測數據通過無線網絡傳送出去。導航服務器，接收來自所述導航終端設備的衛星觀測數據，基于所述衛星觀測數據計算得到所述導航終端設備的衛星導航數據，將所述衛星導航數據通過無線網絡傳送回所述導航終端設備。這樣，本實用新型中的導航終端設備可以以非常低的成本提供可高的高精度導航服務。

技術領域

本實用新型涉及導航領域，尤其涉及一種精密點定位和慣性導航系統組合的高精度導航系統。

背景技術

精密點定位(Precise Point Position，簡稱PPP)和慣性導航系統(InertialNavigation System，簡稱INS)組合是一種行之有效的針對低成本汽車消費市場的高精度定位技術路線。PPP基于多頻段全球衛星導航系統(Global Navigation SatelliteSystem，簡稱GNSS)以及高精度衛星狀態空間改正(State Space Representation，簡稱SSR)，被廣泛應用于實時高精度定位領域。但是在惡劣的觀測環境下這種高精度GNSS定位的連續性和可靠性都會明顯降低，從而導致自動駕駛系統的錯誤判斷。INS基于慣性傳感單元進行導航，不受外界信號或遮擋干擾，可以克服PPP的弊端。由于慣性傳感單元中的陀螺儀和加速度計的誤差會隨時間累積，INS的精度也會隨時間明顯降低。PPP和INS的組合系統通過GNSS與INS的觀測值組合克服了單個系統的缺陷，提高了定位精度，可靠性以及可用性。但PPP和INS的組合系統在低成本終端的實現將面臨以下的困難：

1)SSR改正數據一般通過通信衛星L波段或者無線網絡播發，在衛星信號觀測條件差的情況下，SSR改正數據接收會受到影響；

2)導航終端設備必須支持通信衛星L波段解碼協議和Ntrip協議， RTCM(RadioTechnical Commission for Maritime Services)信息格式，SSR 改正數據解碼以及相應的軌道，鐘差以及偽距相位偏差計算。常用的RTCM3數據包類型以及內容如下表所示：

3)PPP相關的誤差改正計算，模糊度固定以及Kalman(卡爾曼)濾波的組合等復雜的數據處理算法需要大量的計算能力以及功耗；

4)目前低成本GNSS接收機由于信號頻道數量限制，在保證多系統的前提之下，無法保證雙頻觀測值數量，無法通過雙頻電離層無關組合消除電離層延遲的影響。

5)模糊度的正確固定對PPP收斂起著至關重要的作用。對于測量級GNSS 接收機,PPP技術通常需要15-30分鐘收斂到無人駕駛技術的定位精度要求即水平10厘米以內。對于低成本設備，模糊度的固定將會更加困難，因此PPP 的收斂時間以及收斂后的精度是一個亟待解決的核心問題。傳統的模糊度固定通常在浮點模糊度達到一定精度后使用LAMBDA方法進行模糊度去相關以及整周模糊度搜索。得到兩組整周模糊度組合并進行ratio檢測。如果通過檢測則認為最優的模糊度組合可以被固定。但實際上一些微小的模糊度偏差可以能導致無法通過ratio可檢測，使PPP定位無法收斂。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種精密點定位和慣性導航系統組合的高精度導航系統，其可以使低成本的導航終端設備提供可靠的高精度導航服務。