[發(fā)明專利]位置信息獲取系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010984948.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN112083465A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧楊杰;丁俊明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德明通訊（上海）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01S19/45
• 分類號(hào): G01S19/45;G01S19/47
• 代理公司: 北京中索知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 劉翔

1.一種位置信息獲取系統(tǒng)，其特征在于，包括：

衛(wèi)星定位模塊，用于根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)獲取位置信息；以及

位置信息計(jì)算模塊，用于在所述定位模塊停止運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，根據(jù)所述定位模塊停止運(yùn)行時(shí)的位置信息，計(jì)算當(dāng)前設(shè)備的位置信息；

數(shù)據(jù)整合濾波模塊，用于所述衛(wèi)星定位模塊正常工作時(shí)，對(duì)位置信息計(jì)算模塊計(jì)算出來的位置信息修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置信息獲取系統(tǒng)，其特征在于，所述位置信息計(jì)算模塊包括加速度計(jì)及陀螺儀。

3.一種位置信息獲取方法，其特征在于，所述方法包括：

根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)獲取位置信息；

當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)弱于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，獲取當(dāng)前設(shè)備位置信息，計(jì)算獲取設(shè)備移動(dòng)后的位置信息；

所述衛(wèi)星信號(hào)正常時(shí)，對(duì)設(shè)備位置信息進(jìn)行修正。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置信息獲取方法，其特征在于，所述計(jì)算獲取設(shè)備移動(dòng)后的位置信息步驟包括：

由四元素對(duì)姿態(tài)矩陣進(jìn)行更新計(jì)算，四元素微分方程如下

式(1)中，Λ＝[λ₀，λ₁，λ₂，λ₃]^T表示姿態(tài)四元素；是對(duì)應(yīng)于四元素的機(jī)體坐標(biāo)系相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度的斜對(duì)稱矩陣；

四元素更新算法如下：

式(2)中，ΔΘ＝[Θ_x，Θ_y，Θ_z]^T；Δt為采樣間隔；

k+1時(shí)刻的姿態(tài)角如下；

式(3)中，ψ、θ、γ分別代表航向角、俯仰角、橫滾角；

T₁₂＝2(λ₁λ₂-λ₀λ₃)，T₃₂＝2(λ₂λ₃+λ₀λ₁)，

導(dǎo)航坐標(biāo)系中的加速度計(jì)算如下

式(4)中，f^b為加速度計(jì)k時(shí)刻的加速度輸出，為姿態(tài)轉(zhuǎn)矩陣；

速度微分方程如下

式(5)中，表示的斜對(duì)稱矩陣，g為地球重力加速度；

設(shè)備的位置可式(6)求得：

式(6)種，L、λ、h分別代表經(jīng)度、緯度和高度；R_M為橫向曲率半徑，東西方向測(cè)得；R_N為子午圈曲率半徑，南北方向測(cè)得。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置信息獲取方法，其特征在于，所述所述衛(wèi)星信號(hào)正常時(shí)，對(duì)設(shè)備位置信息進(jìn)行修正步驟包括：

根據(jù)下式(7)計(jì)算誤差狀態(tài)：

式(7)中，為誤差向量；δpⁿ、δVⁿ、分別為位置、速度、姿態(tài)誤差；b、d分別為加速度計(jì)、陀螺儀的常值零偏項(xiàng)；w_a、w_g分別為加速度計(jì)、陀螺儀的隨機(jī)噪聲項(xiàng)；

測(cè)量方程如下：

式(8)中，y_k為觀測(cè)向量；為導(dǎo)航坐標(biāo)系下SINS解算得到的位置、速度；為導(dǎo)航坐標(biāo)系下GNSS測(cè)得的位置和速度；分別為位置測(cè)量隨機(jī)誤差和速度測(cè)量隨機(jī)誤差；最后通過卡爾曼濾波，對(duì)SINS位置、速度、姿態(tài)誤差進(jìn)行估計(jì)，如下所示：

式(9)中，