[发明专利]单轴陀螺仪和单轴加速度计的车载组合导航系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于单轴陀螺仪单轴加速度计传感器的车载组合导航系统，定位系统包括一个GNSS模块、单轴陀螺仪传感器、单轴加速度计传感器、航位推算（DR）模块、逻辑控制模块和卡尔曼滤波器。所述GNSS模块输出多模导航卫星系统定位结果。陀螺仪和加速度计组成DR定位力学编排。当GNSS信号有效时，GNSS模块与DR模块的定位结果经过标准卡尔曼滤波器，输出融合后的定位信息。当GNSS信号无效时，DR单独导航输出定位结果。本发明的优点是：系统结构简单，且综合了GNSS与DR两种定位系统的优势，提高了定位精度和定位连续性。

主权项

1.单轴陀螺仪和单轴加速度计的车载组合导航系统，其特征是：包括GNSS模块，单轴陀螺仪、单轴加速度计、DR模块、逻辑控制模块、卡尔曼滤波器；所述GNSS模块输出包含位置、速度和航向的定位信息，GNSS模块定位设定时间以上并且检测到载体运动速度大于设定值之后，则GNSS的位置信息初始化DR模块，包括初始化DR模块的初始位置和初始速度；所述单轴陀螺仪指示载体的航向，航向的变化表示为式中为当前时刻的航向角，为上一时刻的航向角，ω为单轴陀螺仪测量出的角速度，dt为采样时间间隔，陀螺仪的采样点与GNSS模块定位输出要求时间同步，内部机制依赖秒脉冲PPS来实现时间同步；所述单轴加速度计指示载体的线加速度a，载体的速度表示为V_n＝V_n-1+a·dt，V_n表示当前时刻载体的运动速度，V_n-1表示上一时刻载体的运动速度，dt为采样时间间隔；加速度计的采样点与GNSS模块定位输出要求时间同步，内部机制依赖秒脉冲PPS而实现时间同步；经过GNSS模块的后端导航解算方法输出GNSS模块定位结果；DR模块得到GNSS模块给出的定位初始化信息之后，由单轴陀螺仪和单轴加速度计的测量值来推算，得到DR模块的定位信息；所述逻辑控制模块用来控制GNSS模块与DR模块的逻辑关系；所述卡尔曼滤波器融合GNSS模块和DR模块的定位信息，分配两个系统的定位权值，得到定位结果；同时估计陀螺仪和加速度计的偏差，反馈给传感器。