[发明专利]一种基于零速校正的组合导航系统的实现方法

摘要

本发明公开了一种基于零速校正的组合导航系统的实现方法，包括GPS系统及捷联惯性导航系统，具体步骤：S1初始化硬件设备，S2捷联惯性导航系统初始对准，S3处理器读取捷联惯性导航的数据，并进行处理，S4载体坐标系数据转换为导航坐标系，得到导航坐标系中载体运动的位置和速度，S5将两个系统的数据进行同步，并同时进行GPS有无及零速状态的检测，满足条件进入零速校正，否则进入步骤S6，S6将同步后的数据输入到集中卡尔曼滤波器，输出最优的误差估计值，进行校正。本发明的组合导航系统具有比单独导航系统更好的导航和定位效果。

主权项

1.一种基于零速校正的组合导航系统的实现方法，其特征在于，所述组合导航系统为捷联惯性导航系统及GPS系统的组合，所述捷联惯性导航系统包括加速度计、陀螺仪及电子罗盘，所述捷联惯性导航系统及GPS系统设置在载体平台上，还包括ARM处理器，所述ARM处理器分别与GPS系统及捷联惯性导航系统连接，具体步骤如下：S1初始化各个硬件设备；S2捷联惯性导航系统初始对准，具体是通过电子罗盘、加速度计及陀螺仪确定初始时刻载体平台的捷联矩阵；S3ARM处理器读取加速度计及陀螺仪的当前数据，并对当前数据进行均值滤波处理，消除野值，所述当前数据为载体的加速度和转动速率；S4将滤波处理后的捷联惯性导航系统的数据，通过捷联解算及捷联矩阵将载体平台坐标系转换为导航坐标系中，得到在导航坐标系中载体运动的位置和速度；S5将GPS系统数据和S4处理后捷联惯性导航系统的数据同步，并同时进行GPS信号有无的检测，如果GPS信号检测正常则转入S6，如果GPS信号缺失并且载体进入零速状态则转入零速校正的过程；S6将同步后的GPS系统数据和捷联惯性导航系统数据输入到集中卡尔曼滤波器，输出最优的误差估计值，使用该估计值去校正捷联惯性导航系统数据，实现对载体的导航；当出现GPS信号缺失的时候，对集中卡尔曼滤波器的量测向量以及量测方程进行更改，且当载体进入零速状态的时候，将量测向量中的速度观测值置零和位置观测值置零，然后对捷联惯性导航系统的速度和位置输出进行校正；所述卡尔曼滤波器的误差量状态方程的误差状态向量由位置误差、速度误差、姿态误差角、加速度计零偏误差以及陀螺仪漂移误差构成；所述卡尔曼滤波器的量测方程中的量测向量为ZI＝HIXI+VI，其中ZI为量测向量，HI为量测矩阵，XI为前述误差状态，VI为观测噪声矩阵；所述误差状态向量及量测向量均是在导航坐标系下的参数。