[发明专利]一种室内CSS/INS组合导航系统

权利要求书

1.一种室内CSS/INS组合导航系统，其特征在于：包括：CSS盲节点、CSS锚节点、INS惯性导航器件和数据处理模块；CSS盲节点、INS惯性导航器件分别与数据处理模块通信；所述INS惯性导航器件安装在行人的足部，用于测量行人的位置、速度、姿态信息；所述CSS盲节点安装在行人的肩部，用于测量行人到CSS锚节点的距离信息并解算为定位结果；所述CSS锚节点安装在待定位空间内，用于测量与盲节点之间的距离；所述的数据处理模块利用扩展卡尔曼滤波对INS惯性导航器件获取的行人导航信息与CSS定位的结果进行数据融合；

所述的扩展卡尔曼滤波器的状态方程为：

其中δ_gyro和δ_acce代表陀螺仪和加速度计的偏差，认作是一个随机变量与一个随机误差之和，建模成一阶高斯马尔科夫过程如下：

其中t_gyro，t_acce分别为陀螺仪及加速度计误差随机模型的相关时间，即采样误差在相关时间内是没有关联的；w_gyro和w_acce为高斯白噪声；

δq为姿态四元数的误差，姿态四元数的误差方程由下式得：

其中q为四元数，Ω为反对称矩阵，其形式如下：

其中，ω_x、ω_y和ω_z是陀螺仪角速度的三轴分量值；

CSS系统误差方程：δr为节点间的测距误差：根据动力学方程有：r＝c×t,c＝3×10⁸m/s，其中c为电磁波在空气中运行速度，t为时间，因此可得测距误差方程为：

CSS节点接收机的时钟偏差b_R：

其中，w_g为高斯白噪声。

2.如权利要求1所述的一种室内CSS/INS组合导航系统，其特征在于：其所述的扩展卡尔曼滤波器的观测方程为：

式中：δl、δθ、为当前时刻IMU输出的姿态角与前一时刻的姿态角差值，δx、δy为当前时刻INS惯性导航器件解算的定位位置坐标与CSS系统定位的位置坐标的差值。