[发明专利]基于安装参数自校准的双天线组合惯导装置

摘要

本发明提出了一种基于安装参数自校准的双天线组合惯导装置，包括IMU惯性测量模块、INS处理模块、GNSS接收机、组合惯导卡尔曼滤波计算模块和电源模块，组合惯导卡尔曼滤波计算模块根据导航状态参数和导航测量信息、可用星历数据及卫星健康状态，计算模块根据下式计算天线在惯导坐标系内的坐标。本发明在双天线组合惯导动态精对准时，实现在线计算各个天线在惯导坐标系内的坐标，由于各安装关系能自主校准，而无须使用专门的光学设备，提高了效率节约了标定成本。

主权项

一种基于安装参数自校准的双天线组合惯导装置，其特征在于，包括：IMU惯性测量模块、INS处理模块、GNSS接收机、组合惯导卡尔曼滤波计算模块和电源模块，其中，所述电源模块用于向所述IMU惯性测量模块、INS处理模块、GNSS接收机供电；所述IMU惯性测量模块包括：三轴光纤陀螺，用于测量载体的运动角速度；三轴加速度计，用于测量载体的线性加速度；温度传感器，用于测量内部温度，对所述三轴光纤陀螺和三轴加速度计进行温度补偿；驱动电路，所述三轴光纤陀螺、三轴加速度计、温度传感器的输出端分别与所述驱动电路的输入端相连，所述驱动电路用于将载体的运动角速度和线性加速度进行滤波处理；A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端与所述驱动电路的输出端相连，用于将滤波后的载体的运动角速度和线性加速度进行模拟‑数字转换，并将生成的数字量发送至所述INS处理模块；所述INS处理模块用于接收来自所述IMU惯性测量模块的原始运行角速度和线性加速度信号，并通过导航积分计算，获得所述载体的导航状态参数信息，并向组合惯导卡尔曼滤波计算模块提供导航状态参数信息；所述GNSS接收机包括：GNSS双天线测向模块和GNSS接收模块，其中，所述GNSS双天线测向模块采用双天线GNSS板卡，所述GNSS接收模块接收来自所述GNSS双天线测向模块的天线信号，并生成导航测量信息、可用星历数据及卫星健康状态，进而发送至所述组合惯导卡尔曼滤波计算模块；所述组合惯导卡尔曼滤波计算模块根据所述导航状态参数和导航测量信息、可用星历数据及卫星健康状态，计算模块根据下式计算天线在惯导坐标系内的坐标lb，实时计算GNSS接收机和INS处理模块之间的安装关系，并作为内部参数自动写入，其中，VG=VB+Rbe(ωibb×lb)-ωiee×ωieelb]]>Vb为预设的惯性估计速度，VG为GNSS接收机生成的导航测量信息中速度，lb为天线在惯导坐标系内的坐标，为载体坐标系到地心地固ECEF坐标系之间的旋转矩阵，为三轴陀螺仪测量得到的载体的运动角速度，为地球自转角速度。