[发明专利]一种利用倾斜测量装置进行定位的方法和倾斜测量装置

权利要求书

1.一种利用倾斜测量装置进行定位的方法，其特征在于，所述倾斜测量装置包括天线、GNSS接收机、IMU和测量杆，其中设置在测量杆上的GNSS接收机和IMU组成的GNSS/INS组合导航系统，所述方法包括：

以INS的航向角为0，初始化GNSS/INS组合导航系统；

获取GNSS/INS组合导航系统在第i时刻的组合解算结果；

根据第i时刻的组合解算结果，确定INS中第i时刻的航向角误差；

根据所述航向角误差，对初始化所确定的姿态矩阵进行修正，得到第i时刻的姿态矩阵的预估值

获取第i时刻的姿态矩阵的预估值所确定的组合解算结果；

根据姿态矩阵的预估值所确定的组合解算结果对应的误差，对姿态矩阵的预估值进行修正，得到姿态矩阵的准确值；

利用姿态矩阵的准确值对待测位置进行定位操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定姿态矩阵的预估值的误差的同时，还确定测量杆的杆臂向量的误差，并根据杆臂向量的误差，确定杆臂向量的准确值；

在利用姿态矩阵的准确值对待测位置进行定位操作后，根据所述姿态矩阵的准确值和杆臂向量的准确值，确定待测位置的测量值对应的补偿值；利用所述补偿值对所述待测位置的测量值进行修正，得到待测位置的定位信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方式得到杆臂向量的误差和姿态矩阵的误差，包括：

获取第一解算方程确定的IMU的位置测量值和姿态矩阵，其中所述第一解算方程为GNSS/INS组合导航系统定位操作所使用的方程，其中所述第一解算方程的状态量为第一解算方程所使用的参数的误差值，输出量为IMU的位置测量值和姿态矩阵；

以姿态矩阵误差、杆臂误差、杆尖位置误差为状态量，以IMU的位置测量值、杆臂向量预估值、姿态矩阵和杆尖点位置的关系，构建第二解算方程；

重复执行如下操作，直到第二解算方程中姿态矩阵、杆臂误差和杆尖点位置的误差均收敛为止，得到杆臂向量的误差和姿态矩阵的误差，包括：

步骤A1、基于第一解算方程，利用杆臂向量的预估值和姿态矩阵的预估值得到测量杆尖点的位置的预估值；

步骤A2、利用杆臂向量的预估值、姿态矩阵的预估值、测量杆尖点的位置预估值和IMU的位置，对所述第二解算方程训练，得到杆臂向量的误差、姿态矩阵的误差和杆尖点位置误差；

步骤A3、根据第二观测方程的观测残差，判断杆臂向量的误差、姿态矩阵的误差和杆尖点位置误差是否收敛，如果未收敛，则继续执行步骤A4；

步骤A4、根据杆臂向量的误差和姿态矩阵的误差，确定所述杆臂向量的准确值和姿态矩阵的准确值；

步骤A5、将杆臂向量的准确值更新为第二解算方程中杆臂向量的测量值；以及，将姿态矩阵的准确值更新为第一解算方程中姿态矩阵的预估值，继续执行步骤A1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二解算方程的表达式如下：

P_A(i)表示第i时刻IMU的位置信息、表示第i个历元所述测量杆尖点的位置预估值，表示第i个历元姿态矩阵的预估值，表示第i个历元所述杆臂向量的预估值；ΔP为杆尖点O的位置误差；Φ为姿态角误差矢量，Δl是杆臂向量的误差。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第i时刻的组合解算结果，确定INS中第i时刻的航向角误差，包括：

获取在水平坐标系下同一时刻IMU的位置信息P_A、测量杆尖点的位置信息P_O和杆臂向量；

根据IMU的位置信息P_A与测量杆尖点的位置信息P_O之差，得到第一差值(Δx₁，Δy₁，Δz₁)；以及，根据所述杆臂向量和初始姿态矩阵得到第二差值(Δx₂，Δy₂，Δz₂)；

利用所述第一差值和第二差值，确定航向角误差。