[发明专利]一种基于单天线的GNSS-INS车辆定姿方法

摘要

本发明公开了一种基于单天线的GNSS‑INS车辆定姿方法，包括以下步骤：将GNSS天线固定安装于车辆中心质心位置，同时将MEMS传感器的IMU测量单元固定安装于车辆的转向车轴上；通过GNSS天线获取车辆位置和速度信息，通过IMU测量单元获取车辆的航向角速率信息；通过加速度计和陀螺仪融合的方法进行车辆姿态角解算；根据车辆位置、速度和航向角速率信息进行车辆航向角解算。采用单天线GNSS与低成本IMU/MEMS传感器组组合，基于农用车辆的运动学模型进行定姿、定向，具有短期精度高、长期稳定性高的优点，避免了使用陀螺仪时的发散现象，同时降低GNSS测姿的噪声水平，测姿精度可提高数倍。

主权项

1.一种基于单天线的GNSS‑INS车辆定姿方法，其特征在于，所述基于单天线的GNSS‑INS车辆定姿方法包括以下步骤：将GNSS天线固定安装于车辆中心质心位置，同时将MEMS传感器的IMU测量单元固定安装于车辆的转向车轴上；通过GNSS天线获取车辆位置和速度信息，通过IMU测量单元获取车辆的航向角速率信息；通过加速度计和陀螺仪融合的方法进行车辆姿态角解算；根据车辆位置、速度和航向角速率信息进行车辆航向角解算；所述根据车辆位置、速度和航向角速率信息进行车辆航向角解算包括：航向角可由东、北向速度计算得到，即：ψp＝arctan(vE/vN)式中，ψp为GNSS航向角，vE、vN分别为东向、北向速度；当车辆静止或者速度非常小时，引入z轴陀螺仪和GNSS进行组合来进行航向角的高精度解算，系统方程和观测方程如下：式中，ψGNSS为GNSS输出的航向角，br为陀螺仪漂移误差，whd为航向过程噪声，Tb为一阶马尔科夫相关时间；线性化之后如下：当车辆运动时，Hyaw＝[1 0]，其它情况下Hyaw＝[0 0]。