[发明专利]基于运动检测的机场飞行区车辆差分北斗/SINS组合导航方法

权利要求书

1.基于运动检测的机场飞行区车辆差分北斗/SINS组合导航方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：根据差分北斗导航系统接收机输出卫星信号判断当前导航信息是否有效，如果北斗卫星信号有效，组合导航滤波器根据接收机输出车辆速度和位置信息进行Kalman滤波器更新，并反馈校正SINS；

步骤S2：如果差分北斗卫星信号无效，利用低通数字滤波器对SINS输出陀螺、加速度计以及速度信息进行平滑滤波预处理，并根据预处理后的陀螺、加速度计以及速度信息检测车辆运动状态，所述车辆运动状态包括：停车、直线行驶以及拐弯行驶三种状态；

步骤S3：根据当前车辆运动状态构造相应的运动约束条件，其中，车辆停车状态对应的运动约束条件为零速修正模式，直线行驶对应的运动约束条件为动态零速修正模式，车辆拐弯行驶对应的运动约束条件为Kalman滤波器仅时间更新的动态零速修正模式；

步骤S4：利用构造得到的运动约束条件进行Kalman滤波器更新，并与SINS进行信息融合，校正SINS累积误差；

所述步骤S2中在检测车辆运动状态前，利用Vondrak滤波器对SINS输出角速度和加速度进行平滑预处理，4阶Vondark滤波器频率响应函数表达式为：

式中，f表示平滑滤波信号频率，ε表示平滑因子；

所述步骤S3中零速修正模式指利用车辆停车状态下导航坐标系东-北-天3个方向速度为0的特性构造Kalman滤波器量测值：

式中，Z_ZUPT(k)表示k时刻零速修正模式滤波器量测值，δv_E,k表示k时刻东向速度误差、δv_N,k表示k时刻北向速度误差，δv_U,k表示k时刻天向速度误差，v_E,k表示k时刻东向速度、v_N,k表示k时刻北向速度、v_U,k表示k时刻天向速度；

所述步骤S3中动态零速修正模式指利用车辆运动中载体坐标系侧向和天向速度为0以及俯仰角和横滚角前后时刻变化很小的特性构造Kalman滤波器量测值：

式中，Z_DZUPT(k)表示k时刻动态零速修正模式滤波器量测值，φ_E,k表示k时刻东向失准角，φ_N,k表示k时刻北向失准角，表示k时刻俯仰角，表示k-1时刻俯仰角，表示k时刻横滚角，表示k-1时刻横滚角，δv_x,k表示k时刻载体坐标系侧向速度误差、δv_z,k表示k时刻载体坐标系天向速度误差，v_x,k表示k时刻载体坐标系侧向速度、v_z,k表示k时刻载体坐标系天向速度；

所述步骤S3中仅时间更新的动态零速修正模式指差分北斗卫星信号不可用时且车辆处于拐弯行驶状态，此时量测信息不可用，组合导航Kalman滤波器不进行量测更新，Kalman滤波器递推流程为：

P_k＝P_k/k-1。