[發明專利]一種GNSS/INS組合導航方法、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202210729640.0
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115164878A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）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）人: 廣州南方衛星導航儀器有限公司
• 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: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 陳奕

本發明公開了一種GNSS/INS組合導航方法、設備及存儲介質，涉及衛星導航技術領域，其中方法包括：獲取GNSS觀測數據，基于慣導遞推數據對GNSS觀測數據進行質量篩選，其質量篩選包括剔除粗差和修復周跳；判斷當前時間段的觀測條件是否達標，若達標則將導航模式切換為松組合模式，在松組合模式下根據質量篩選后的觀測數據與慣導遞推數據間的誤差估計量對慣導進行修正；否則，將導航模式切換為緊組合模式，結合慣導遞推數據輔助模糊度固定并獲得固定的相位觀測值，根據固定的相位觀測值與慣導推測數據間的誤差估計量進行慣導修正。本發明可實現松緊組合模式正確有效切換，克服單獨模式運行所存在的缺點，達到在任何觀測環境下都可維持導航系統精度的效果。

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，尤其涉及一種GNSS/INS組合導航方法、設備及存儲介質。

背景技術

GNSS/INS組合導航有三種組合方式：松組合、緊組合和超緊組合；三種組合各有特點：松組合屬于結果層面的融合，在松組合系統中，GNSS和慣導互不干饒，能有效隔絕單系統工作異常對整個系統的影響，系統穩定較好，不容易崩潰或發散；在緊組合系統中，利用慣導遞推得到的高精度位置信息提高觀測模型強度，即使是在觀測條件差時，也能輔助模糊度固定，得到更高精度的固定解。超緊組合則是利用慣導遞推結果在硬件層面上輔助GNSS信號捕獲與跟蹤，屬于硬件層面的組合。

松、緊組合各有優缺點，松組合子系統之間互不干擾，工作穩定，計算復雜度小，但是在惡劣的觀測環境下，GNSS可能會出現模糊度固定錯誤甚至無法固定的情況，導致無法控制慣導誤差累積，系統狀態發散；緊組合在惡劣的觀測環境下，能通過高精度的位置遞推信息輔助模糊度固定，或者無法固定時，利用可用的相位觀測值和偽距觀測值限制慣導誤差增長，從而維持系統精度，但是緊組合計算復雜度高，子系統間干涉程度高，當用與實際精度不符的位置遞推信息來輔助模糊度固定時，反而會導致模糊度估計偏離，并將錯誤的模糊度一直傳遞下去。在觀測條件持續良好或者短暫惡劣時，兩種組合模式精度基本相當，沒有必要使用更消耗計算資源的緊組合，而在觀測條件不佳時，有必要啟用緊組合維持系統精度。但現有的導航系統只能固定任一組合方式運行，無法解決上述所提及到的缺點。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種GNSS/INS組合導航方法，將松緊組合應用到同一個系統中，充分利用松緊組合的優勢克服上述缺點，維持系統精度。

本發明的目的之二在于提供一種電子設備。

本發明的目的之三在于提供一種存儲介質。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

一種GNSS/INS組合導航方法，包括：

獲取GNSS觀測數據，基于慣導遞推數據對所述GNSS觀測數據進行質量篩選，其質量篩選包括剔除粗差和修復周跳；

判斷當前時間段的觀測條件是否達標，若達標則將導航模式切換為松組合模式，在松組合模式下根據質量篩選后的觀測數據與慣導遞推數據間的誤差估計量對慣導進行修正；否則，將導航模式切換為緊組合模式，結合慣導遞推數據輔助模糊度固定并獲得固定的相位觀測值，根據固定的相位觀測值與慣導推測數據間的誤差估計量進行慣導修正。

進一步地，所述慣導遞推數據的獲取方法為：

獲取INS慣性導航系統輸出當前時刻的慣導數據，并通過機械編排遞推出當前導航坐標系中下一時刻的慣導遞推數據，所述慣導遞推數據包括慣導遞推位置、速度和姿態信息。

進一步地，所述質量篩選的方法為：

對所述GNSS觀測數據進行粗差探測，利用所述慣導遞推數據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行剔除，并對完成粗差探測且未被剔除的觀測值進行周跳探測并恢復周跳。