[發明專利]一種基于圖優化的組合導航系統融合定位方法

在審

• 申請號: 202310289708.2
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116147622A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 邱海洋;趙云;王慧;智鵬飛;朱志宇;葛慧林
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G01S19/49
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

1.一種基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，包括：

對IMU軌跡信息進行解算，獲取各時刻下的第一定位載體位置；

將各時刻下的所述第一定位載體位置作為頂點，建立圖優化模型；

通過所述GNSS數據獲取在相鄰的第一時刻和第二時刻之間的所述定位載體的第一位置轉移關系，并將所述第一位置轉移關系作為所述圖優化模型的量測；

通過所述IMU軌跡信息獲取在相鄰的所述第一時刻和所述第二時刻之間的所述定位載體的第二位置轉移關系，并將所述第二位置轉移關系作為所述圖優化模型的待優化變量；

根據所述量測和所述待優化變量建立目標函數，并通過萊文貝格－馬夸特算法進行優化；

當所述目標函數優化至最小值時，獲取對應的誤差修正量，對IMU數據解算進行修正。

2.根據權利要求1所述的基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，在對IMU軌跡信息進行解算，獲取各時刻下的第一定位載體位置之前，還包括：

通過讀取星歷數據進行衛星位置匹配，獲取各衛星在ECEF坐標系下各個時刻對應的衛星位置；

通過所述GNSS數據獲取各所述衛星在所有時刻的偽距信息；

根據所述衛星位置和所述偽距信息，進行坐標轉換，獲取各所述衛星在東北天坐標系下的位置。

3.根據權利要求2所述的基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，所述坐標轉換包括：

設定東北天坐標系的坐標原點；

以所述坐標原點的東方為x軸，以所述坐標原點的北方作為y軸，以所述坐標原點的上方作為z軸建立坐標系；

根據坐標轉換原理，以ENU坐標系坐標原點經緯度建立坐標轉換矩陣；

通過所述坐標轉換矩陣將所述衛星位置從ECEF坐標系轉換到東北天坐標系。

4.根據權利要求1所述的基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，對IMU軌跡信息進行解算，獲取各時刻下的第一定位載體位置，包括：

根據所述IMU軌跡信息中的所述定位載體的初始速度信息、坐標系中三個方向的加速度和時間信息，通過積分算法獲取各個時間段內所述定位載體的位置變化量和各時刻下的所述第一定位載體位置。

5.根據權利要求3所述的基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，通過所述GNSS數據獲取在相鄰的第一時刻和第二時刻之間的所述定位載體的第一位置轉移關系，包括：

通過GNSS數據獲取各時刻對應的各衛星位置；

在所述衛星位置和所述第一定位載體位置之間進行偽距轉換，得到三個偽距；

分別獲取對應三個所述偽距下的三個位置坐標；

分別根據三個所述位置坐標和在初始時刻的所述衛星位置計算出三個距離數據；

對三個所述距離數據求平均值，作為所述衛星和所述定位載體之間的新距離；

根據所述新距離和三個所述偽距建立誤差方程，并通過最小二乘法估算出各時刻下的第二定位載體位置。

6.根據權利要求1所述的基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，根據所述量測和所述待優化變量建立目標函數，包括：

將各時刻對應的所述待優化變量和所述量測之間的差值作為誤差函數；

將每個所述誤差函數進行累計，獲得所述目標函數。

7.根據權利要求5所述的基于圖優化的組合導航系統融合定位方法，其特征在于，通過所述IMU軌跡信息獲取在相鄰的所述第一時刻和所述第二時刻之間的所述定位載體的第二位置轉移關系，并將所述第二位置轉移關系作為所述圖優化模型的待優化變量，包括：

獲取第k時刻下所述IMU軌跡信息中的所述定位載體位置和第k+1時刻下所述IMU軌跡信息中的所述定位載體位置之間的轉移關系：

其中，x_k以三維行向量進行表示。