[发明专利]一种基于窗口平滑的自适应零速更新算法

摘要

本发明公开了一种基于窗口平滑的自适应零速更新算法，当GNSS数据没有故障，能得到连续保持高精度的位置信息、速度信息、姿态角信息；当GNSS数据故障后，零速修正的判定阈值是载体运动时一种隐藏的观测值，并判定：加速度计和陀螺仪的数据输出保持平稳，惯导导航输出的总体速度精度小于平面速度；采用一定时间长度为窗口宽度，当窗口内的所有数据满足以上两个条件时，则把窗口内的最后一个数据看成是ZUPT点；当进入零速时，闭环修正各状态量的误差。本发明能准确的判定载体的运动状态是否满足零速更新点的要求，采用闭环校正的方式修正各状态量，从而进而减小车载状态量的误差，提高定位定向精度。

主权项

1.一种基于窗口平滑的自适应零速更新算法，其特征在于，包括以下步骤：(1)当GNSS数据没有故障，能得到连续保持高精度的位置信息、速度信息、姿态角信息；(2)当GNSS数据故障后，零速修正的判定阈值是载体运动时一种隐藏的观测值，需要对载体是否进入零速进行判定，对于载体进入零速判定的条件具体如下：条件一，当处于静止状态时，陀螺仪的输出量仅含有地球的自转角速度，加速度计的输出量仅包含地球的重力，这两个输出量均属于常量，即加速度计和陀螺仪的数据输出都保持平稳；条件二：受惯性原理决定，INS独立导航时其高程方向的速度精度比平面方向的速度精度低，即惯导导航输出的总体速度精度要小于平面速度；另一方面车辆的运动主要在平面方面，故仅比较载体的平面速度和阈值的关系；条件三：采用一定时间长度为窗口宽度，一定时间长度是不少于1s的时间长度，不是单个历元的原始数据，且利用的是航向角速度和天向加速度，当窗口内的所有数据满足以上两个条件时，则把窗口内的最后一个数据看成是ZUPT点；(3)当判定载体进入零速时，其速度的真值为0，然后设定该GNSS数据的真值为VGNSS＝0，以INS算出的速度和GNSS数据的真值做差即vINS‑vGNSS做为零速更新的量测观测值，代入扩展滤波器，闭环修正各状态量的误差，但是位置状态量不做校准，保持量测更新前的位置。