[发明专利]基于RTK/SINS的高动态定位定姿系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于RTK/SINS的高动态定位定姿系统及方法，设置GNSS模块、SINS模块和RTK通信模块，在系统上电启动后，进行GNSS模块初始化，GNSS模块辅助SINS完成初始化；GNSS模块计算基站视线方向的数据链传输多普勒频移，并送入RTK通信模块进行跟踪辅助；RTK通信模块接收基站播发的差分数据，传递给GNSS模块；GNSS获取卡尔曼滤波的观测量，SINS模块获取卡尔曼滤波的预测量；将SINS的预测量与GNSS的观测量进行卡尔曼滤波，输出组合导航结果；计算出新的被校正后的载波多普勒频移，并送入GNSS跟踪环路进行辅助，持续迭代直至导航结束。

主权项

一种基于RTK/SINS的高动态定位定姿系统，其特征在于：包括GNSS模块、SINS模块和RTK通信模块，GNSS模块和SINS模块之间建立了通信连接，GNSS模块和RTK通信模块之间建立了通信连接；系统执行以下步骤，步骤一，系统上电启动；步骤二，GNSS模块初始化，期间GNSS跟踪环路使用初始带宽进行卫星信号跟踪，初始带宽包括载波环带宽T1和码环带宽T2；步骤三，GNSS模块完成初始化后，获得载体位置速度信息，并将相关信息传递给SINS模块，辅助SINS完成初始化；步骤四，由GNSS模块提供载体位置速度，计算基站视线方向的数据链传输多普勒频移，并送入RTK通信模块进行跟踪辅助；步骤五，RTK通信模块接收基站播发的差分数据，传递给GNSS模块，GNSS模块进行实时RTK解算，将RTK解算后的卫星载波相位与多普勒频移作为卡尔曼滤波的观测量；步骤六，GNSS模块通过卫星星历计算，向SINS模块提供当前卫星位置/速度，同时SINS模块根据自身递推的位置和速度，计算得到卫星伪距和多普勒频移，作为卡尔曼滤波的预测量；步骤七，将SINS的预测量与GNSS的观测量送入卡尔曼滤波器，进行卡尔曼滤波；步骤八，利用卡尔曼滤波结果对GNSS误差与SINS误差进行校正，输出组合导航结果，并修正SINS的加速度计与陀螺仪；步骤九，利用校正后的SINS位置速度，以及GNSS提供的卫星位置速度，计算出新的被校正后的载波多普勒频移，并送入GNSS跟踪环路进行辅助，GNSS接收机开始使用工作带宽进行卫星信号跟踪，工作带宽包括载波环带宽t1和码环带宽t2，t1小于T1，t2小于T2；步骤十，重复步骤四至九，直至导航结束。