[发明专利]一种卫星接收机自适应CKF算法实现INS辅助GNSS导航定位方法

说明书

本发明公开了一种卫星接收机自适应CKF算法实现INS辅助GNSS导航定位方法，具体包括以下步骤:S1、INS辅助GNSS导航系统结构：a.状态方程，b.测量方程；S2、自适应CKF算法：a.CKF算法，b.自适应CKF算法；S3、采用假设检验的方法来判断过程噪声的不确定度，本发明涉及卫星接收机技术领域。该卫星接收机自适应CKF算法实现INS辅助GNSS导航定位方法，通过为了提升其在高动态和存在复杂干扰的环境中的导航定位精度和稳定性，本发明将使用INS/GNSS超紧组合结构，利用卫星接收机基带的I路和Q路观测数据，以及INS提供的位置、速度、姿态信息进行深度数据融合，修正基带跟踪误差，提升观测质量，使用一种非线性自适应CKF算法(ACKF)，处理观测方程的非线性问题。

技术领域

本发明涉及卫星接收机技术领域，具体为一种卫星接收机自适应CKF算法实现INS辅助GNSS导航定位方法。

背景技术

卫星电视接收机是指接收卫星电视信号的设备，通常指卫星电视接收站的室内单元，由第2下变频器、频道选择、中频带通滤波器、主中放、中频解调、基带处理电路等部分组成，工作过程：将500兆赫带宽、24个频道的第1中频信号送入第2下变频器选择频道，其输出的第2中频信号被送到中频带通滤波器、中频放大器和解调器，解出基带信号，再经图像处理和伴音解调，分别输出视频和伴音信号，送至监视器的视频和声音接口，重现图像和声音；或者由卫星电视接收机内装的VHF或UHF的电视调制器的RF端输出，直接送到家用彩色电视接收机的天线插口，供人们收看卫星电视节目，INS惯性导航系统是一种利用惯性传感器提供的三维角速度和三维加速度信息进行定位解算的导航定位系统，惯性器件是一种被动式器件，其工作不受外界干扰，可以实时输出自身的角速度和加速度信息，INS和卫星导航系统进行组合不仅可以弥补各自系统的缺点，而且可以得到更为精确稳定的导航定位结果。

卫星接收机接收卫星信号，不依赖其他外界传感器信息独立进行导航定位，然而，在动态情况下或者周围存在干扰的环境中，由于多普勒偏差或者环境干扰较大，接收机很可能失锁，INS/GNSS的组合方式可以分为松组合、紧组合、超紧组合三种，传统的松组合和紧组合方法利用GNSS系统的定位信息或者伪距和多普勒观测量信息进行数据融合，可以提升整体系统的导航定位精度和稳定度,但由于没有使用卫星接收机基带跟踪原始观测量信息，在动态或者复杂干扰情况下，INS不能辅助卫星接收机基带进行稳定跟踪，传统KF算法作为一种线性估计方法经常用在传感器数据融合中，然而，在INS/GNSS超紧组合系统中，观测方程是非线性的，在高动态和复杂电磁干扰环境中，线性方法将会产生较大的估计偏差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种卫星接收机自适应CKF算法实现INS辅助GNSS导航定位方法，解决了由于多普勒偏差或者环境干扰较大，接收机很可能失锁，INS不能辅助卫星接收机基带进行稳定跟踪，线性方法将会产生较大的估计偏差的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种卫星接收机自适应CKF算法实现INS辅助GNSS导航定位方法，具体包括以下步骤：

S1、INS辅助GNSS导航系统结构：

a.状态方程：INS/GNSS超紧组合系统的状态为系统的状态方程为x_k+1＝Φ_kx_k+w_k(式2)；

b.测量方程：卫星接收机接收到的卫星信号为y(t)＝A·CA(t)·D(t)cos(2πft+θ)+n₀(式3)，卫星信号相关运算之后可以表示为为载波环的跟踪频率误差，为码跟踪环路的相位误差，T为预积分时间，η_I、η_Q为噪声，R_u和v_u分别代表接收机的观测位置和速度，和分别代表估计的接收机的位置和速度，和I和Q路观测方程可写为