[发明专利]一种基于射频识别的车载组合导航方法

权利要求书

1.一种基于射频识别的车载组合导航方法，基于全球定位系统、惯性导航系统和射频识别进行定位，包括全球定位系统和惯性导航系统相结合的定位方式，以及全球定位系统、惯性导航系统和射频识别辅助定位相结合的定位方式：

全球定位系统和惯性导航系统相结合的定位方式，利用全球定位系统和惯性导航系统解算出的位置和速度之差作为卡尔曼滤波器的输入，通过卡尔曼滤波器得到导航误差参数的估值，利用估值校正惯性导航系统的输出，最终得到车载组合导航的输出参数；

全球定位系统、惯性导航系统和射频识别辅助相结合的定位方式，利用射频识别辅助定位对全球定位系统和惯性导航系统中全球定位系统解算的位置信息进行修正；其特征在于，射频识别辅助定位包括以下步骤：

步骤1，首先建立描述车载组合导航系统动态特性的状态方程；

步骤2，建立描述车载组合导航系统的量测方程，基于状态方程及量测方程，基于卡尔曼滤波，解算基于全球定位系统及惯导系统的定位输出信息；

步骤3，有射频识别标签存在时，构建基于射频识别的辅助定位系统，使用射频识别对全球定位系统的位置信息进行修正，在系统内设置，当车载阅读器扫描到射频设别标签时，将系统中全球定位系统解算的位置信息替换成电子标签中的位置信息，构建辅助定位系统的量测方程，结合描述车载组合导航系统动态特性的状态方程，利用卡尔曼滤波进行参数的时间更新和量测更新。

2.如权利要求1所述的一种基于射频识别的车载组合导航方法，其特征在于，步骤1中，

选取各导航系统参数的误差为状态变量，建立12维状态向量的卡尔曼滤波模型，误差状态向量分别为：东φ_E、北φ_N、天φ_U向姿态角误差φ_E、φ_N、φ_U，东、北向速度误差δV_E、δV_N，纬度、经度误差δL、δλ，东、北、天向陀螺漂移ε_bx、ε_by、ε_bz，东、北向加速度计零漂系统状态方程为式(1)：

式中：

系统状态转移矩阵为式(2)：

F_N为系统动态矩阵，由惯导系统的3个姿态误差，2个速度误差，2个位置误差组成。

3.如权利要求1所述的一种基于射频识别的车载组合导航方法，其特征在于，步骤2中，量测方程反映了量测量与状态量之间的关系，建立包括东、北向速度、位置误差的4维量测向量，设射频识别解算出的位置为x_E，INS，y_N，INS，速度为ν_E，INS，ν_N，INS，全球定位系统解算出的位置为x_E，GPS，y_N，GPS，速度为v_E，GPS，ν_N，GPS；

相应的量测方程为式(3)：

Z(t)＝H(t)X(f)+V(t) (3)

其中，量测向量为：

量测噪声为：

M_E、M_N分别为GPS量测的东、北向位置误差，N_E、M_N分别为东、北向速度误差，基于上述量测方程及状态方程，带入卡尔曼滤波方程即可解算导航系统信息。

4.如权利要求1所述的一种基于射频识别的车载组合导航方法，其特征在于，步骤3中，设射频识别给出的位置为x_E，RFID，y_E，RFID，全球定位系统给出的速度为ν_E，GPS，ν_N，GPS，则系统的位置误差为惯性导航系统结算的位置与射频识别给出的位置之差，将位置误差转换到大地坐标中，得到位置量测方程为式(4)：

速度量测方程为式(5)：

则系统量测方程由射频识别提供的位置，全球定位系统提供的速度与惯性导航系统测得的位置和速度作差得到相应的量测方程，即如式(6)：

联合系统状态方程，利用卡尔曼滤波进行参数的时间更新和量测更新：

一步预测方程：

先验状态估计值：

后验状态估计值：

求取增益矩阵：

先验估计协方差：

后验估计协方差：