[发明专利]一种自适应车载组合导航定位方法

说明书

本发明公开了一种自适应车载组合导航定位方法，该方法将卫星定位系统和捷联惯导系统进行多传感器信息融合，在标准组合导航系统的基础上，根据卫星定位质量等因素构建调节因子，对系统观测噪声阵进行实时自适应调节，即构造自适应的GPS/INS卡尔曼滤波算法，从而可以在任何复杂环境下，能够获得高精度车辆的位置、速度、姿态、加速度和角速度等信息，本发明专利实时性高，鲁棒性好。

技术领域

本发明涉及汽车导航技术领域，具体为一种自适应车载组合导航定位方法。

背景技术

卫星导航是当前应用最广泛的定位技术，定位和测速精度较高，且长时间工作稳定性好。但是，在许多复杂环境下(高架下、隧道、车库)，卫星定位常常存在多路径效应干扰、卫星信号被遮挡或失锁的问题，甚至不能定位或定位误差大等问题，从而无法工作。

捷联惯导系统，简称惯导，是一种完全自主导航系统，他可以连续提供载体的位置、速度、姿态、加速度和角速度等信息，短时间内稳定性好，使用方便，成本低廉。

基于上述分析，采用卡尔曼滤波技术可以把卫星定位和惯导定位进行信息融合，获得各种环境下的车辆位置信息、速度信息等，从而可以实现高性能的导航定位，但是，大量研究表明，低成本组合导航系统中，卫星接收机会受到建筑物、云层以及电磁的干扰，导致量测噪声经常发生变化，所以，必须利用实时测量信息对组合导航系统进行实时纠正，但是，常用自适应组合导航滤波算法往往利用新息进行结算，计算量大，很难保证实时性。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种自适应车载组合导航定位方法，通过自适应组合导航算法将惯性导航测量数据和卫星导航测量数据进行自适应数据融合修正，计算量小，可以实时获得车辆定位信息。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自适应车载组合导航定位方法，提供一车载导航系统，所述车载导航系统包括，

卫星导航接收模块，用于接收GPS卫星发射信号并对所述GPS卫星发射信号进行处理生成GPS导航数据；

捷联惯性导航模块，包含若干MEMS传感器，所述捷联惯性导航模块用于获取MEMS传感器的测量信息并进行处理生成惯性导航数据；

所述组合导航定位方法包括，

步骤S1、获取所述卫星导航接收模块的GPS导航数据和所述捷联惯性导航模块的惯性导航数据并依据所述GPS导航数据和所述惯性导航数据设定初始测量误差；

步骤S2、构建卡尔曼滤波算法，依据所述初始测量误差设定所述卡尔曼滤波算法的状态变量和量测变量，并依据所述初始测量误差计算出系统噪声方差和量测噪声方差；

步骤S3、构建自适应调节因子，所述自适应调节因子包括精度调节因子和方向调节因子，所述精度调节因子根据GPS导航数据进行构建，所述方向调节因子根据GPS导航数据和所述惯性导航数据进行构建；并依据所述量测噪声方差和所述自适应调节因子构建量测噪声协方差；

步骤S4、进行所述卡尔曼滤波算法的时间更新解算并将量测噪声协方差代入至卡尔曼滤波算法的时间更新解算过程中计算出状态变量的最优估计值；

步骤S5、所述车载导航系统依据计算出的状态变量的所述最优估计值对惯性导航数据进行修正计算，并输出优化定位信息。

优选的，所述GPS导航数据包括车辆位置信息一、速度信息一、方向信息一、加速度信息一和角速度信息一，所述惯性导航数据包括车辆位置信息二、速度信息二、方向信息二、加速度信息二和角速度信息二，所述优化定位信息包括估计车辆位置信息、估计速度信息、估计方向信息、估计加速度信息和估计角速度信息。