[發明專利]一種微慣性定位系統坐標系動態匹配方法

在審

• 申請號: 202010556908.6
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111735475A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 楊松普;王琳;鄧芳瑾
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉英梅

本發明涉及一種微慣性定位系統坐標系動態匹配方法，首先微慣性定位系統在地圖坐標系的第一個坐標點啟動，開始定位解算；然后依次經過N(N1)個坐標點，存儲每個坐標點的坐標值和定位系統解算的坐標值；相鄰的兩個坐標點確定的直線斜率可以由坐標值計算得到，因此可以分別計算得到地圖坐標系的N?1個斜率值和系統坐標系的N?1個斜率值。根據兩組直線斜率即可得到兩個坐標系的轉換關系，完成微慣性定位系統坐標系與地圖坐標系的動態匹配，解決了微慣性定位系統坐標系與地圖坐標系不統一的問題，使得微慣性定位系統輸出的定位信息能夠在地圖上準確顯示。

技術領域

本發明屬于微慣性定位系統領域，具體涉及一種微慣性定位系統坐標系動態匹配方法。

背景技術

基于MIMU的微慣性定位系統，利用MEMS陀螺儀和MEMS加速度計敏感人體足部運動進行定位解算，同時采用零速修正算法(Zero Velocity Update,ZUPT)對定位誤差進行修正，提高定位精度。人員定位系統采用的坐標系為當地水平坐標系，其Y軸指向不固定，取決于系統啟動時MIMU的Y軸朝向。為了使得人員定位系統坐標系能夠在地圖上正確的顯示，必須將系統坐標系與地圖坐標系進行匹配。因此，如何快速有效地的完成坐標系動態匹配，使得定位結果在地圖上正確顯示，對于微慣性定位系統的工程應用具有重要研究意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種微慣性定位系統坐標系動態匹配方法，該方法可解決微慣性定位系統坐標系與地圖坐標系不統一的問題，可使得微慣性定位系統輸出的定位信息能夠在地圖上準確顯示。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案為：

一種微慣性定位系統坐標系動態匹配方法，其特征在于，設定微慣性定位系統坐標系n 系，地圖坐標系m系，m系的N個坐標點為微慣性定位系統對應的N 個定位結果為包括如下步驟：

步驟一、微慣性定位系統初始化

微慣性定位系統在地圖坐標系第一坐標點啟動，開始定位解算，存儲微慣性定位系統定位結果和地圖坐標系第一坐標點

步驟二、坐標系動態匹配

(1)微慣性定位系統通過任意路徑運動至地圖坐標系第i個坐標點存儲微慣性定位系統定位結果和地圖坐標系第i個坐標點

(2)由相鄰的兩個坐標點和計算得到直線A_iA_i+1在地圖坐標系的斜率，見表達式(1)

(3)由相鄰的兩個坐標點和計算得到直線B_iB_i+1在微慣性定位系統坐標系的斜率，見表達式(2)

(4)由在地圖坐標系的斜率和在微慣性定位系統坐標系的斜率求得定位系統坐標系與地圖坐標系的夾角，見表達式(3)

(5)對當前所有的α_i取均值，見表達式(4)

(6)求得對應的坐標系轉換方向余弦矩陣，見表達式(5)

步驟三、坐標系轉換

根據步驟2中的匹配結果，對微慣性定位系統輸出坐標進行轉換，使其與地圖坐標系匹配；轉換公式為：

本發明具有的優點和積極效果：