[發明專利]基于運動檢測的機場飛行區車輛差分北斗/SINS組合導航方法

有效

• 申請號: 202110372112.X
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113029139B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 胡杰;陳平;丁輝;石瀟竹;鮑帆;李賀
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/49
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

1.基于運動檢測的機場飛行區車輛差分北斗/SINS組合導航方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：根據差分北斗導航系統接收機輸出衛星信號判斷當前導航信息是否有效，如果北斗衛星信號有效，組合導航濾波器根據接收機輸出車輛速度和位置信息進行Kalman濾波器更新，并反饋校正SINS；

步驟S2：如果差分北斗衛星信號無效，利用低通數字濾波器對SINS輸出陀螺、加速度計以及速度信息進行平滑濾波預處理，并根據預處理后的陀螺、加速度計以及速度信息檢測車輛運動狀態，所述車輛運動狀態包括：停車、直線行駛以及拐彎行駛三種狀態；

步驟S3：根據當前車輛運動狀態構造相應的運動約束條件，其中，車輛停車狀態對應的運動約束條件為零速修正模式，直線行駛對應的運動約束條件為動態零速修正模式，車輛拐彎行駛對應的運動約束條件為Kalman濾波器僅時間更新的動態零速修正模式；

步驟S4：利用構造得到的運動約束條件進行Kalman濾波器更新，并與SINS進行信息融合，校正SINS累積誤差；

所述步驟S2中在檢測車輛運動狀態前，利用Vondrak濾波器對SINS輸出角速度和加速度進行平滑預處理，4階Vondark濾波器頻率響應函數表達式為：

式中，f表示平滑濾波信號頻率，ε表示平滑因子；

所述步驟S3中零速修正模式指利用車輛停車狀態下導航坐標系東-北-天3個方向速度為0的特性構造Kalman濾波器量測值：

式中，Z_ZUPT(k)表示k時刻零速修正模式濾波器量測值，δv_E,k表示k時刻東向速度誤差、δv_N,k表示k時刻北向速度誤差，δv_U,k表示k時刻天向速度誤差，v_E,k表示k時刻東向速度、v_N,k表示k時刻北向速度、v_U,k表示k時刻天向速度；

所述步驟S3中動態零速修正模式指利用車輛運動中載體坐標系側向和天向速度為0以及俯仰角和橫滾角前后時刻變化很小的特性構造Kalman濾波器量測值：

式中，Z_DZUPT(k)表示k時刻動態零速修正模式濾波器量測值，φ_E,k表示k時刻東向失準角，φ_N,k表示k時刻北向失準角，表示k時刻俯仰角，表示k-1時刻俯仰角，表示k時刻橫滾角，表示k-1時刻橫滾角，δv_x,k表示k時刻載體坐標系側向速度誤差、δv_z,k表示k時刻載體坐標系天向速度誤差，v_x,k表示k時刻載體坐標系側向速度、v_z,k表示k時刻載體坐標系天向速度；

所述步驟S3中僅時間更新的動態零速修正模式指差分北斗衛星信號不可用時且車輛處于拐彎行駛狀態，此時量測信息不可用，組合導航Kalman濾波器不進行量測更新，Kalman濾波器遞推流程為：

P_k＝P_k/k-1。