[发明专利]一种组合导航系统及获取导航坐标的方法

说明书

本发明提供了一种组合导航系统及获取导航坐标的方法，该系统包括：MEMS模块，MEMS模块包括MEMS陀螺仪和MEMS加速度计，MEMS陀螺仪用于输出角速度信号，MEMS加速度计用于输出加速度信息；GNSS模块，GNSS模块用于接收并输出卫星导航信号；导航计算机，与MEMS模块和GNSS模块相连，该导航计算机根据MEMS陀螺仪输出的角速度信号、MEMS加速度计输出的加速度信息以及GNSS模块输出的卫星导航信号进行误差补偿运算、姿态解算、位置速度解算，最终得到位置、姿态、速度信息。采用本发明提供的MSINS/GNSS组合导航系统进行载体的导航系统，即能够满足低成本、高集成的要求，又能达到相对较高的定位精度和较高的可靠性。

技术领域

本发明涉及导航技术领域，适用于姿态控制、航向参考、组合导航等范围，具体来讲涉及一种MSINS/GNSS组合导航系统。

背景技术

目前日益增长的无缝车载导航应用需求和近年来国内无人机发展对导航系统提出了一系列新的要求：低成本、小型化、低功耗、高精度、高可靠性。卫星导航系统可以提供绝对位置、速度、时间，且定位精度、时间精度能够在长时间保持较高精度。惯性导航可以测量全部运动参数，且能够在短时间内保持较高精度。因此，两者结合能够使导航系统维持长时间的稳定和提供载体的全部运动参数。

现有的组合导航系统中普遍采用GPS单点定位的方式提供载体的位置、速度信息，而普通的GPS接收机由于受到卫星钟差、对流层误差、电离层误差、多路径效应等影响，其定位精度为20米左右，且GPS单系统在城市环境中较难满足4颗卫星的要求，可靠性和定位精度较低。再有，高精度惯性器件存在价格高昂、体积较大、难以集成等缺点，难以满足微小型系统的发展需求。

随着BDS(BeiDou Navigation Satellite System，中国北斗卫星导航系统，是中国自行研制的全球卫星导航系统)的发展，GPS系统现代化以及GLONASS系统的恢复，卫星导航系统呈现出三系统共存的局面。若将三系统多基准站RTK(网络RTK)技术应用于组合导航系统中可以使卫星导航模块定位精度达到厘米级精度。而集成电路加工工艺发展而来的惯性微传感器(MEMS)的性能不断提高，其具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、易集成等特点。

发明内容

本发明提供了一种MSINS/GNSS组合导航系统，包括：

MEMS模块，所述MEMS模块包括MEMS陀螺仪和MEMS加速度计，所述MEMS陀螺仪用于输出角速度信号，所述MEMS加速度计用于输出加速度信息；

GNSS模块，所述GNSS模块用于接收并输出卫星导航信号；

导航计算机，与所述MEMS模块和所述GNSS模块相连，该导航计算机根据所述MEMS陀螺仪输出的角速度信号、所述MEMS加速度计输出的加速度信息以及所述GNSS模块输出的卫星导航信号进行误差补偿运算、姿态解算、位置速度解算，最终得到本导航系统的位置、姿态、速度信息。

在上述的MSINS/GNSS组合导航系统中，所述MEMS陀螺仪为三轴MEMS陀螺仪，所述MEMS加速度计为三轴MEMS加速度计。

在上述的MSINS/GNSS组合导航系统中，所述GNSS模块具有一片集成有BD/GLONASS/GPS三系统的芯片，该芯片包括BD前端信号处理单元、GLONSS前端信号处理单元、GPS前端信号处理单元和基带处理单元，所述BD前端信号处理单元、所述GLONSS前端信号处理单元、所述GPS前端信号处理单元的信号输出端均与所述基带处理单元的信号输入端相连。

在上述的MSINS/GNSS组合导航系统中，所述GNSS模块还包括有GNSS天线，所述GNSS天线分别与所述BD前端信号处理单元、所述GLONSS前端信号处理单元、所述GPS前端信号处理单元的信号输入端相连接。