[發明專利]一種GNSS/INS組合導航定位系統

在審

• 申請號: 202111344259.4
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114002726A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張偉;肖瓅;于洪濤;侯嘉偉
• 申請（專利權）人: 北京北斗華大科技有限公司
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G01C21/16
• 代理公司: 深圳市壹壹壹知識產權代理事務所(普通合伙) 44521
• 代理人: 阮帆

本發明公開了一種GNSS/INS組合導航定位系統，包括GNSS/INS組合導航定位算法的具體實施過程，其特征在于：包括：101、獲取當前時間的GNSS觀測值；102、利用INS定位結果輔助剔除粗差；103、完成PVT（Position，Velocity，Time）解算；104、獲取IMU/里程計/高度計等傳感器數據，并打上時間標簽；105、估計各傳感器數據的噪聲；106、完成INS解算；107、輸出定位結果，本發明涉及GNSS/INS導航技術領域。針對不同的INS傳感器類型，使用兩種測量時刻標定方案，保證時間標定誤差在1ms以下，提高GNSS/INS組合導航定位的精度和可靠性。

技術領域

本發明涉及GNSS/INS導航技術領域，具體為一種GNSS/INS組合導航定位系統。

背景技術

GNSS（Global Navigation Satellite System，全球衛星導航系統）導航定位依賴接收GNSS衛星信號進行定位，具有全天候、實時、精度較高、導航誤差不隨時間累積等優點，但是也存在信號容易受到遮擋或干擾導致無法定位、數據更新率低以及在動態環境中可靠性較差等問題。

慣性導航系統（Inertial Navigation System，INS）是一種不依賴于外部信息的自主式導航系統。INS根據牛頓力學原理，由陀螺儀和加速度計測得的載體相對于慣性空間的角速度和加速度信息，積分求得載體的三維速度、位置和姿態信息等導航參數。是一種自主性強、隱蔽性好、不受氣象條件限制、短時精度高的導航系統。其優點是不受外界環境（包括遮擋、電磁干擾等）影響，并可以在一定的時間內保證較高精度，缺點是定位誤差會隨時間積累。高精度的慣性導航器件成本可達百萬人民幣，而低成本慣性器件精度較低，且誤差擴散比較快，難以滿足長時間獨立導航需求。

隨著對運動載體的導航定位精度和可靠性要求的提高，單一的導航系統已經難以滿足用戶的需求。由于GNSS和INS具有良好的優勢互補性，因此GNSS/INS組合可以提高系統的整體導航性能及導航精度。GNSS/INS組合導航可以使用低成本慣導器件，具有成本上的優勢，并且可以滿足民用導航定位的需求。

對于GNSS/INS導航定位系統，很多傳感器的數據不包含時間信息，傳感器測量時刻的標定是INS的一個重點和難點。如果測量時刻標定不準確，會導致定位結果不準確，并有可能導致INS濾波發散，無法收斂的嚴重后果。

發明內容

（一）解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種GNSS/INS組合導航定位系統，解決了針對不同的INS傳感器類型，使用兩種測量時刻標定方案，保證時間標定誤差在1ms以下，提高GNSS/INS組合導航定位的精度和可靠性的問題。

（二）技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種GNSS/INS組合導航定位系統，包括GNSS/INS組合導航定位算法的具體實施過程，其特征在于：包括：

101、獲取當前時間的GNSS觀測值；

102、利用INS定位結果輔助剔除粗差；

103、完成PVT（Position，Velocity，Time）解算；

104、獲取IMU/里程計/高度計等傳感器數據，并打上時間標簽；

105、估計各傳感器數據的噪聲；

106、完成INS解算；

107、輸出定位結果。

優選的，INS器件通過數據總線連接至GNSS芯片，芯片內的處理器完成GNSS和INS解算；

GNSS定位算法使用上一時刻的INS定位結果輔助剔除粗差，完成GNSS定位；

INS獲取GNSS定位信息，以及IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量單元）、里程計、高度計等傳感器數據，完成INS解算。