[发明专利]卫星导航辅助SINS进行初始方位对准的方法及装置

说明书

本发明提供了一种卫星导航辅助SINS进行初始方位对准的方法及装置，涉及卫星导航的技术领域，该方法包括：通过阵列天线接收多路射频信号；对每路射频信号进行处理，输出数字中频信号，对数字中频信号进行空时多盲波束抗干扰处理并对处理结果进行解调和解算，构造出多组载波伪距，对多组载波伪距做载波相位差分，计算出位置矢量并进行坐标转换，得出方位角，根据方位角辅助SINS进行初始方位对准。本发明提供的卫星导航辅助SINS进行初始方位对准的方法及装置，有效克服了现有技术中由于磁传感器精度受周围环境影响导致的初始方位很难精确对准的技术问题，且适用范围广，能够在强电磁干扰环境下也能辅助SINS完成初始方位对准。

技术领域

本发明涉及卫星导航的技术领域，尤其是涉及一种卫星导航辅助SINS进行初始方位对准的方法及装置。

背景技术

随着微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)技术的迅速发展，基于MEMS构造的捷联惯性导航系统设计(SINS，Strapdown inertialnavigation system，捷联惯性导航系统)已经成为惯性导航普遍采用的解决方案。SINS工作原理是通过采集陀螺仪和加速度计等传感器数据进行递推解算获得载体的位置、速度和姿态信息，因此在开始导航之初SINS需要完成初始对准的工作。

根据不同的定义，初始对准有不同的分类。按对准过程分类，初始对准包括粗对准和精对准两个过程；其中，粗对准又分水平对准和方位对准。基于MEMS构造的SINS由于其自身陀螺仪精度的限制无法感知地球自转运动，因此无法使用传统解析方法实现初始方位的粗对准过程。

针对方位对准问题，目前SINS主要采用集成电子罗盘等磁场传感器来完成方位对准工作。但由于磁传感器输出精度容易受周围环境的影响，且存在软磁效应和硬磁效应，很难对其进行精确的误差补偿，从而极大限制了磁场传感器在SINS系统初始方位粗对准中的应用。

针对上述由于磁传感器精度容易受周围环境影响，导致初始方位很难精确对准的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种卫星导航辅助SINS进行初始方位对准的方法及装置，以克服现有技术中磁传感器精度容易受周围电磁环境影响，导致SINS系统初始方位很难进行精确对准的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星导航辅助SINS进行初始方位对准的方法，包括：通过阵列天线接收多路射频信号，对每路射频信号进行处理，输出数字中频信号，其中，阵列天线包括多个天线阵子，每路射频信号包括卫星信号和干扰信号；根据数字中频信号进行空时多盲波束抗干扰处理，输出盲波束抗干扰中频信号；对盲波束抗干扰中频信号进行解调和解算，输出卫星星历和基带观测量；其中，基带观测量包括卫星扩频码伪距和载波积分多普勒信息；根据基带观测量构造出多组载波伪距，并对多组载波伪距做载波相位差分处理，计算出任意两个天线阵子间的位置矢量；对位置矢量进行坐标转换，计算出每个位置矢量分别对应的方位角；根据方位角辅助SINS进行初始方位对准。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据方位角辅助SINS进行初始方位对准包括：根据几何约束关系对方位角进行几何平均处理，以减小方位角的测量方差；根据几何平均处理后的方位角辅助SINS进行初始方位对准。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述阵列天线为四阵元方阵，天线阵子为四个，四阵元方阵的相邻两个天线阵子的间距为波长的0.5倍；射频信号为四路，数字中频信号为四路。