[发明专利]一种基于惯性/双星间断伪距约束的定位方法

摘要

本发明公开了一种基于惯性/双星间断伪距约束的定位方法，该方法利用多个时刻的两颗卫星位置信息、伪距信息以及惯性测量的相对运动信息，可以获得稳定、可信的定位结果，且不受惯导既有位置误差的影响。本发明使用不连续的卫星信息，而且对于时刻间隔大小没有固定要求，所以即使在卫星信号失效严重的情况下，只要GNSS提供数个时刻两颗卫星的位置与伪距，就可以用约束的方法定位，有效提高了组合导航系统的稳定性与精度。

主权项

一种基于惯性/双星间断伪距约束的定位方法，包括以下几个步骤：步骤一：选取具备两颗可见导航卫星信号的时刻点k、k1、k2、k3，时刻点时间间隔根据载体运动速度以及惯性导航系统的精度确定；以k时刻为参考点，利用辅助测量对INS的初始速度与初始姿态进行校正，利用惯性导航系统计算每个时刻点与参考时刻点的位置差向量；k、k1、k2、k3时刻惯导系统输出的位置为PIk、则位置向量差步骤二：根据选取的每个时刻两颗卫星的位置、伪距信息，计算该时刻点载体位置可行解轨道的参数，包括：轨道圆心、轨道半径、轨道平面法向量；步骤三：利用平面法向量，求出每个时刻由轨道坐标系到地心地固系的两次旋转变换的旋转角度值：步骤四：依据每个时刻可行解轨道参数，通过坐标变换，将不同时刻导航坐标系下可行解轨道统一到地心地固系下；步骤五：依据惯导输出高度或高度辅助测量以及可行解轨道参数方程确定参考点时刻的初始搜索区间；Pk为k时刻可行解轨道Tk上的点，初始搜索区间L为解轨道上载体位置附近的弧段：L＝{Pk|h∈[hob‑3Δh,hob+3Δh],Pk∈Tk}其中：hob为惯导或外部高度测量提供的辅助高度信息，Δh为高度测量的均方误差，h为Pk点对应的高度值；基于参数方程，通过计算上式中两个高度边界处轨道点对应的参数值L区间用参数等效表示：步骤六：以各时刻间惯性导航系统获得的相对运动轨迹为约束，在初始搜索区间进行Pk位置最优解的快速搜索，根据搜索误差大小确定搜索结果，缩小搜索区间，反复搜索直至满足精度要求，输出定位结果。