[發明專利]一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術

在審

• 申請號: 202110980271.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN115728794A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 宋鑫
• 申請（專利權）人: 上海杰瑞兆新信息科技有限公司
• 主分類號: G01S19/26
• 分類號: G01S19/26;G01S19/29;G01S19/30;G01S19/37;G01S19/47
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：包括以下步驟：

S1：采用頻率、頻率一階變化率和二階變化率作為狀態向量的跟蹤模式，狀態初值由信號捕獲得到初始頻率偏移，將頻率變化率設為零，初始協方差可以選擇為零矩陣；

S2：設置過程噪聲向量，用以取得過程噪聲協方差矩陣，設置測量噪聲，調整時間間隔，以設定初始事件；

S3：初始事件設定好后，根據載波相位、頻率之間的物理規律可以進行濾波器設計；

S4：濾波器設計完畢后，根據狀態變量與測量值之間的對應關系得到測量方程；

S5：提高動態性能，碼跟蹤環采用受載波跟蹤環輔助的鎖頻環。

2.根據權利要求1所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述碼跟蹤環采用受載波跟蹤環輔助的鎖頻環為二階鎖頻環，且為了能夠承受較大的加速度和加速度應力，保持較高的跟蹤精度，載波跟蹤環一般采用三階鎖相環。

3.根據權利要求2所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述卡爾曼濾波器可對實時采樣的慣性傳感器和衛星接收機的數據進行濾波估計，并把速度、鐘差等估計值反饋到接收機的碼環及載波跟蹤環路，構成深組合導航系統，實現深組合導航。

4.根據權利要求3所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述深組合導航系統的主要任務是保持碼相位和載波頻率鎖定。

5.根據權利要求4所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述通道濾波器和主濾波器都用于信號跟蹤，而主濾波器還負擔著導航信息處理的任務。

6.根據權利要求5所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述相關器輸出的同相、正交信號經過鑒相計算后，作為通道濾波器的量測信息，用來估計偽碼相位和載波頻率等跟蹤誤差；而通道濾波器的狀態估計值，作為量測信息輸入到主濾波器中用于估計組合系統的導航誤差狀態。

7.根據權利要求6所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述深組合導航系統的導航信息處理是由主濾波器完成的，主濾波器接收接收機跟蹤通道與SINS輸出的量測信息，對狀態變量進行更新，并將導航誤差參數反饋回SINS系統中加以校正。

8.根據權利要求7所述的一種基于無跡卡爾曼濾波的高動態衛星定位導航技術，其特征在于：所述深組合導航系統根據校正后的SINS導航參數與衛星星歷數據確定多普勒頻移，計算接收機偽碼相位和載波頻率等跟蹤參數，用來驅動接收機內部的數控振蕩器，生成本地副本信號，以保持對輸入接收機信號的跟蹤。