[发明专利]基于BDS/INS组合导航的垂线偏差测量方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于BDS/INS组合导航的垂线偏差测量方法及系统，所述方法包括：基于BDS/INS组合导航确定姿态差；根据所述姿态差构建观测方程；建立状态方程；根据所述状态方程和所述观测方程确定垂线偏差的扰动量；根据所述垂线偏差的扰动量确定垂线偏差。本发明基于BDS/INS组合导航实现垂线偏差的动态测测量，提高了测量效率和精度，克服传统能静态观测测量效率低，过程繁琐且易受天气因素影响等问题。

技术领域

本发明涉及重力测量技术领域，特别是涉及一种基于BDS/INS组合导航的垂线偏差测量方法及系统。

背景技术

地球重力是地球物质所产生的引力和自转产生的离心力的合力，它是反映地球物质分布与旋转运动信息的基本物理量。为了方便科学研究和工程应用，通常选择一个密度均匀、形状规则且匀速自转的质体作为地球的近似，这一质体称为正常地球模型，其产生的重力场称为正常重力场。但由于地球真实形状不规则及内部物质分布不均匀，真实重力与正常重力之间存在较大的差异，该差异称为重力异常。由于重力异常的存在，真实重力矢量与正常重力矢量存在差异，其大小的差异表现为重力异常，方向的差异表现为垂线偏差(deflection ofthe vertical，DOV)。

传统地面静态测量方法可以获取地球重力场的高频信息，但由于其受地形等客观因素的制约，在沙漠、海洋、冰川、高山、沼泽等地区难以开展。另外只能静态观测，不能在动态环境下正常使用，测量效率低，过程繁琐且易受天气因素影响等问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种基于BDS/INS组合导航的垂线偏差测量方法及系统，不仅实现动态测量垂线偏差，还提高测量效率和精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于BDS/INS组合导航的垂线偏差测量方法，所述方法包括：

步骤S1：基于BDS/INS组合导航确定姿态差；

步骤S2：根据所述姿态差构建观测方程；

步骤S3：建立状态方程；

步骤S4：根据所述状态方程和所述观测方程确定垂线偏差的扰动量；

步骤S5：根据所述垂线偏差的扰动量确定垂线偏差。

可选地，所述基于BDS/INS组合导航确定姿态差，具体包括：

步骤S11：利用惯性导航系统INS获取加速度数据和陀螺数据；

步骤S12：对所述加速度数据和所述陀螺数据进行惯性导航解算，获得INS解算信息；

步骤S13：利用北斗卫星导航系统BDS获取BDS位置信息；

步骤S14：对所述INS解算信息和所述BDS位置信息进行姿态解算，获得IMU姿态输出信息；

步骤S15：对所述INS解算信息和所述BDS位置信息进行组合，获得BDS/INS组合姿态信息；

步骤S16：对所述BDS/INS组合姿态信息和所述IMU姿态输出信息作差，获得姿态差。

可选地，所述根据所述姿态差构建观测方程，具体公式为：