[发明专利]INS辅助GNSS定位的粗差剔除方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种INS辅助GNSS定位的粗差剔除方法及系统，所述方法包括：步骤1：获取当前时间的GNSS观测值数据；步骤2：根据之前的GNSS定位结果，估算GNSS卡尔曼滤波器的状态；步骤3：剔除伪距观测值粗差，剔除多普勒观测值粗差；步骤4：根据观测值的跟踪状态、通道噪声、载噪比以及伪距残差来设置观测值噪声；步骤5：根据观测值的整体状况，以及参与定位卫星的分布状况来设定系统噪声；步骤6：进行GNSS定位的卡尔曼滤波，更新卡尔曼滤波的当前状态，输出数据。本发明采用INS辅助GNSS定位剔除粗差，由于有GNSS辅助的INS定位具有定位误差小，短时间内不受遮挡环境影响的特点，可以有效提高GNSS剔除观测值粗差的正确性，减少GNSS定位偏差。

技术领域

本发明涉及GNSS/INS导航技术领域，尤其涉及一种INS辅助GNSS定位的粗差剔除方法及系统。

背景技术

GNSS（Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统）导航定位依赖接收GNSS卫星信号进行定位，具有全天候、实时、精度较高、导航误差不随时间累积等优点，但是也存在信号容易受到遮挡或干扰导致无法定位、数据更新率低以及在动态环境中可靠性较差等问题。

惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS）是一种不依赖于外部信息的自主式导航系统。INS根据牛顿力学原理，由陀螺仪和加速度计测得的载体相对于惯性空间的角速度和加速度信息，积分求得载体的三维速度、位置和姿态信息等导航参数。是一种自主性强、隐蔽性好、不受气象条件限制、短时精度高的导航系统。其优点是不受外界环境（包括遮挡、电磁干扰等）影响，并可以在一定的时间内保证较高精度，缺点是定位误差会随时间积累。高精度的惯性导航器件成本可达百万人民币，而低成本惯性器件精度较低，且误差扩散比较快，难以满足长时间独立导航需求。

随着对运动载体的导航定位精度和可靠性要求的提高，单一的导航系统已经难以满足用户的需求。由于GNSS和INS具有良好的优势互补性，因此GNSS/INS组合可以提高系统的整体导航性能及导航精度。GNSS/INS组合导航可以使用低成本惯导器件，具有成本上的优势，并且可以满足民用导航定位的需求。

对于GNSS定位，如何在定位之前剔除观测值粗差是一个关键技术点。通常做法是利用前一次的GNSS定位，递推估计得到当前的位置，从而估计卫星观测值的残差，再剔除残差较大的卫星。这样的做法存在两个缺陷：

1、有些时候得不到之前的GNSS定位，比如启动后首次定位，还有经过遮挡环境严重（此时无法定位）之后的首次定位。

2、如果之前GNSS定位的偏差较大，会存在良好观测值被剔除的可能性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种INS辅助GNSS定位的粗差剔除方法及系统，以减少GNSS定位偏差。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种INS辅助GNSS定位的粗差剔除方法，包括：

步骤1：获取当前时间的GNSS观测值数据，所述观测值包括伪距、载波以及多普勒中的一种或多种；

步骤2：根据上一时刻的GNSS定位结果，估算GNSS卡尔曼滤波器的状态，所述状态包括位置、速度、用户接收机钟差、用户接收机钟漂；如果上一时刻的GNSS定位不可用，则用INS的位置和速度信息来更新GNSS卡尔曼滤波器的当前位置和速度，用户接收机钟差和钟漂保持不变；

步骤3：剔除伪距观测值粗差，剔除多普勒观测值粗差；

步骤4：根据观测值的跟踪状态、通道噪声、载噪比、伪距残差以及多普勒残差来设置观测值噪声；

步骤5：根据观测值的整体状况，以及参与定位卫星的分布状况来设定系统噪声；