[發(fā)明專利]一種GNSS/INS組合導(dǎo)航方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210729640.0
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115164878A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊立揚;王江林;張德先;肖浩威;文述生;閆少霞;李寧
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州南方衛(wèi)星導(dǎo)航儀器有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G01S19/47;G01S19/49;G01S19/40;G01S19/37
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 陳奕

1.一種GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，包括：

獲取GNSS觀測數(shù)據(jù)，基于慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)對所述GNSS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量篩選，其質(zhì)量篩選包括剔除粗差和修復(fù)周跳；

判斷當(dāng)前時間段的觀測條件是否達(dá)標(biāo)，若達(dá)標(biāo)則將導(dǎo)航模式切換為松組合模式，在松組合模式下根據(jù)質(zhì)量篩選后的觀測數(shù)據(jù)與慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)間的誤差估計量對慣導(dǎo)進(jìn)行修正；否則，將導(dǎo)航模式切換為緊組合模式，結(jié)合慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)輔助模糊度固定并獲得固定的相位觀測值，根據(jù)固定的相位觀測值與慣導(dǎo)推測數(shù)據(jù)間的誤差估計量進(jìn)行慣導(dǎo)修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，所述慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)的獲取方法為：

獲取INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出當(dāng)前時刻的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，并通過機械編排遞推出當(dāng)前導(dǎo)航坐標(biāo)系中下一時刻的慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)，所述慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)包括慣導(dǎo)遞推位置、速度和姿態(tài)信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，所述質(zhì)量篩選的方法為：

對所述GNSS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差探測，利用所述慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)計算出觀測值的粗差；

判斷觀測值的粗差是否超過閾值，若超過則對該觀測值進(jìn)行剔除，并對完成粗差探測且未被剔除的觀測值進(jìn)行周跳探測并恢復(fù)周跳。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，判斷當(dāng)前時間段的觀測條件是否達(dá)標(biāo)的方法為：

將錯判為觀測條件已達(dá)標(biāo)的第一風(fēng)險值，以及錯判為觀測條件未達(dá)標(biāo)的第二風(fēng)險值進(jìn)行比對，若第一風(fēng)險值小于第二風(fēng)險值，則判定當(dāng)前時間段的觀測條件為達(dá)標(biāo)狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，所述第一風(fēng)險值和所述第二風(fēng)險值的計算方法為：

所述第一風(fēng)險值R₁＝λ₁₂·(3-P₁(ns)-P₂(rateOut)-P₃(rateCS))；

所述第二風(fēng)險值R₂＝λ₂₁·(P₁(ns)+P₂(rateOut)+P₃(rateCS))；

其中，λ₁₂為將未達(dá)標(biāo)的觀測條件錯判為已達(dá)標(biāo)的觀測條件的錯判風(fēng)險系數(shù)；

λ₂₁為將達(dá)標(biāo)的觀測條件錯判為未達(dá)標(biāo)的觀測條件的錯判風(fēng)險系數(shù)；

P₁(ns)為可用衛(wèi)星數(shù)為ns時，觀測條件達(dá)標(biāo)的概率；

P₂(rateOut)為粗差占比為rateOut時，觀測條件達(dá)標(biāo)的概率；

P₃(rateCS)為周跳占比為rateCS時，觀測條件達(dá)標(biāo)的概率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，在所述松組合模式下對慣導(dǎo)進(jìn)行修正的方法為：

將質(zhì)量篩選后的觀測數(shù)據(jù)輸入GNSS估計器以獲得位置以及速度的估計量，并將其作為量測值輸入松組合估計器；

將慣導(dǎo)遞推數(shù)據(jù)的位置、速度、姿態(tài)信息作為估計值輸入至松組合估計器；

根據(jù)松組合估計器所輸出的誤差估計量對慣導(dǎo)進(jìn)行誤差補償。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS/INS組合導(dǎo)航方法，其特征在于，在所述緊組合模式下固定模糊度的方法為：

使用慣導(dǎo)遞推位置作為量測值，并結(jié)合偽距觀測值、相位觀測值加入量測方程以計算出模糊度的浮點解；

對模糊度進(jìn)行降相關(guān)操作后按照其方差由大到小的順序進(jìn)行排序，并對模糊度進(jìn)行搜索和ratio檢驗，若通過ratio檢驗則視為模糊度固定成功，用固定為整數(shù)的模糊度來構(gòu)建觀測值，將固定的相位觀測值加入緊組合估計器，緊組合估計器輸出慣導(dǎo)誤差估計，反饋到慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行誤差補償；若未通過ratio檢驗則剔除方差最大的衛(wèi)星并重新進(jìn)行模糊度搜索和ratio檢驗，直至衛(wèi)星數(shù)量少于預(yù)設(shè)值或通過ratio檢驗為止。