[發明專利]基于BDS-3/磁力計的多頻雙天線車載測姿方法和設備

在審

• 申請號: 202011495840.1
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112698374A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 廖建平;李昕;余緒慶;陳偉;韓厚增;劉神;張建;胡靜;管亞平
• 申請（專利權）人: 廣州中海達衛星導航技術股份有限公司;北京海達星宇導航技術有限公司
• 主分類號: G01S19/44
• 分類號: G01S19/44;G01S19/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 郭鳳杰

本申請涉及一種基于BDS?3/磁力計的多頻雙天線車載測姿方法和設備。該方法包括：基于噪聲最小與電離層誤差最小準則，先利用BDS?3多頻觀測值特性進行周跳探測與修復，提高了周跳探測與修復的效率；本發明利用磁力計測量航向角，構成約束方程，實現高精度、髙可靠性，高抗差性車載平臺姿態測量；基于抗差卡爾曼濾波模型采用多頻相對定位技術確定車載平臺行駛姿態，通過構建抗差自適應濾波算法，提高了姿態測量的準確性。

技術領域

本申請涉及衛星導航技術領域，特別是涉及一種基于BDS-3/磁力計的多頻雙天線車載測姿方法和設備。

背景技術

隨著衛星導航及相關技術的進步，導航衛星系統的應用日益廣泛，其經濟效益越來越明顯，軍事和民用上的作用也更為突出。基于北斗系統的姿態測量是導航定位的重要方法之一，隨著北斗系統的不斷優化，其定位功能也得到了不斷發展，而姿態作為運動載體的重要狀態信息，反映的是運動載體相對于當地水平坐標系的角位置，也是導航技術不斷精準完善的重要保證。

雙天線測姿的實現，是通過基線向量結算，利用天線的坐標值來進行姿態測量，伴隨著北斗3多頻系統的發展，擁有了較雙頻系統更高的精度，提高了周跳探測與修復的效率，也為姿態測量的進一步優化提供了條件。然而在利用北斗3多頻系統進行雙天線姿態測量時，實際觀測過程中難以避免會出現周跳現象，從而給測量值帶來偏差，如何得到更優化的測量值是需要解決的問題。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種基于BDS-3/磁力計的多頻雙天線車載測姿方法和設備。

第一方面，提供一種基于BDS-3/磁力計的多頻雙天線車載測姿方法，該方法包括：

基于噪聲和電離層誤差，利用BDS-3多頻觀測值提高周跳探測與修復的效率；

利用磁力計測量車載平臺航向角，基于航向角與基線之間的數學模型構造約束方程；

基于多頻觀測值殘差分布規律與動力學模型，構建自適應因子與抗差因子，建立適用于BDS-3/磁力計的多頻雙天線測姿的自適應抗差卡爾曼濾波模型。

在其中一個實施例中，上述基于噪聲最小與電離層誤差最小準則，利用BDS-3多頻觀測值提高周跳探測與修復的效率，包括：

基于噪聲最小與電離層誤差最小準則，實現BDS-3多頻觀測值高精度的周跳探測與修復。

在其中一個實施例中，上述方法還包括：

利用BDS-3多頻相對定位技術，獲取雙天線基線向量ENU，求得天線2以天線1為原點在當地水平坐標系下的坐標。

在其中一個實施例中，上述利用磁力計測量車載平臺航向角，基于航向角與基線之間的數學模型構造約束方程，包括：

通過磁力計測量目標車輛行駛過程中的航向角；

根據測量值和天線2的坐標信息，構建約束方程；

基于約束方程，利用卡爾曼濾波算法，高精度求解基線向量。

在其中一個實施例中，上述基于多頻觀測值殘差分布規律與動力學模型，構建自適應因子與抗差因子，建立適用于BDS-3/磁力計的多頻雙天線測姿的自適應抗差卡爾曼濾波模型，包括：

基于多頻觀測值殘差分布規律與動力學模型，構建自適應因子與抗差因子；

根據自適應因子與抗差因子，結合卡爾曼濾波理論，構建抗差自適應濾波算法，對坐標值進行優化，得到優化后的坐標值。

在其中一個實施例中，上述方法還包括：

根據基線向量和優化后的坐標值，確定目標車輛的姿態信息；姿態信息包括航向角和俯仰角。