欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

一種級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法與流程

文檔序號:11947264閱讀:885來源:國知局
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航、組合導(dǎo)航
技術(shù)領(lǐng)域
,特別是一種級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法。
背景技術(shù)
:GNSS系統(tǒng)是指全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有全天候、全時間的優(yōu)點,但易受電磁干擾、高動態(tài)下可能出現(xiàn)丟星失鎖情況;SINS系統(tǒng)是一種不依賴于任何外部信息、也不向外輻射能量的完全自主式導(dǎo)航系統(tǒng),具有體積小、數(shù)據(jù)更新率高、短時精度高等優(yōu)點,但是具有導(dǎo)航精度隨時間降低的缺點。因此常將兩者結(jié)合以構(gòu)成SINS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著運載體對導(dǎo)航系統(tǒng)的綜合性能提出的需求不斷提高的同時,對GNSS/SINS組合導(dǎo)航技術(shù)方面的研究已從簡單的松組合和緊組合轉(zhuǎn)向深組合技術(shù)。目前國內(nèi)外主要研究基于傳統(tǒng)的接收機跟蹤環(huán)路的SINS輔助GNSS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng),但是該系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的接收機標(biāo)量跟蹤模式,而集中式深組合雖使用了矢量跟蹤算法,具有更強抗干擾性能和更高的靈敏度。同時基于矢量跟蹤的深組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有瞬時橋接信號的能力。但由于模型中觀測量與狀態(tài)量呈高度非線性關(guān)系,涉及到高維卡爾曼濾波高頻計算問題,難以付諸實踐。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法,以提高GNSS信號跟蹤的性能和衛(wèi)星接收機對高動態(tài)運動載體的適應(yīng)性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:一種級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法,包括下列步驟:步驟1,矢量跟蹤環(huán)路設(shè)計:載波鑒別器和碼鑒別器輸出作為導(dǎo)航濾波器的量測信息,用來估計接收機位置、速度、鐘差和鐘漂,估計的信息用來計算接收機環(huán)路參數(shù);步驟2,組合導(dǎo)航主濾波器設(shè)計:組合導(dǎo)航主濾波器接收GNSS跟蹤通道與SINS輸出作為量測信息,并對SINS系統(tǒng)中的導(dǎo)航信息加以校正;步驟3,利用校正之后的慣性信息計算環(huán)路參數(shù):組合系統(tǒng)利用校正后的SINS導(dǎo)航信息和星歷信息推測信號跟蹤參數(shù)GNSS偽碼相位和多普勒頻移,從而控制接收機的本地偽碼、載波數(shù)控振蕩器,以保持對輸入信號的穩(wěn)定跟蹤。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,其顯著效果是:(1)采用的矢量跟蹤方法,取消了傳統(tǒng)的獨立、并行的標(biāo)量跟蹤模式,充分利用了各衛(wèi)星通道間的共享信息,可以同時跟蹤所有可視衛(wèi)星;(2)采用級聯(lián)的方式實現(xiàn)深組合:第一步為矢量跟蹤接收機,完成碼/載波跟蹤誤差估計;第二步為主濾波器(即組合導(dǎo)航濾波器),完成對SINS誤差信息的估計;(3)采用慣性輔助技術(shù),利用修正后的SINS導(dǎo)航參數(shù)和星歷信息推測GNSS偽碼相位和多普勒頻移等信號跟蹤參數(shù),并將估計結(jié)果反饋到接收機內(nèi)部對跟蹤環(huán)路進行輔助,實現(xiàn)慣導(dǎo)對衛(wèi)星的輔助,提高了GNSS信號跟蹤的性能。附圖說明圖1是本發(fā)明級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法的流程圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖,對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。如圖1、2所示,本發(fā)明級聯(lián)式GNSS/SINS深組合導(dǎo)航方法,具體實現(xiàn)如下:GNSS天線所接收的射頻信號,以GPS衛(wèi)星L1頻點為例,衛(wèi)星發(fā)射信號表示為:SL1(t)=2A·D(t)·C(t)·cos[ωL1t+φ(t)]+2A·D(t)·P(t)·sin[ωL1t+φ(t)]]]>在不考慮噪聲的情況下,GNSS接收機射頻前端輸出的中頻信號模型為:SIF(t)=2A·D(t-τ)·C(t-τ)·cos[(ωIF+Δω)(t-τ)]+n(t)]]>式中,τ為傳輸過程中的時間延遲,ωIF為信號中頻,Δω為多普勒頻移,n(t)為噪聲項。輸入的中頻信號與本地振蕩器發(fā)生的同相、正交信號相乘,經(jīng)積分清和清零后產(chǎn)生IP、QP、IE、QE、IL、QL六路信號,統(tǒng)稱為基帶I、Q信息:IP=2AMDR(δτ)2·sin(π·Δf·T2)·cos[π·Δf·T2+Δφ]+nIP]]>QP=2AMDR(δτ)2·sinc(π·Δf·T2)·sin[π·Δf·T2+Δφ]+nQP]]>IE=2AMDR(δτ-d2)2·sin(π·Δf·T2)·cos[π·Δf·T2+Δφ]+nIE]]>QE=2AMDR(δτ-d2)2·sin(π·Δf·T2)·sin[π·Δf·T2+Δφ]+nQE]]>IL=2AMDR(δτ+d2)2·sin(π·Δf·T2)·cos[π·Δf·T2+Δφ]+nIL]]>QL=2AMDR(δτ+d2)2·sin(π·Δf·T2)·sin[π·Δf·T2+Δφ]+nQL]]>式中,M為相干積分時間內(nèi)的采樣點數(shù),d為本地C/A碼超前滯后的間隔,T為相干積分時間,δτ為偽碼相位跟蹤誤差,Δf和分別為積分間隔起始時刻本地參考信號與輸入信號之間的載波頻率差和載波相位差,R(δτ)為C/A碼的相關(guān)函數(shù),為噪聲項。R(δτ)=1-|δτ|,|δτ|<10,others]]>步驟1,矢量跟蹤環(huán)路設(shè)計:載波鑒別器和碼鑒別器輸出作為導(dǎo)航濾波器的量測信息,用來估計接收機位置、速度、鐘差和鐘漂,估計的信息用來計算接收機環(huán)路參數(shù),具體如下:a)載波鑒頻器輸出zcarrier,計算公式如下:zcarrier=cross×sign(dot)2π(t2-t1)(IP22+QP22)]]>式中,和分別為I通道和Q通道即時支路t1時刻的采樣值,和分別為I通道和Q通道即時支路緊接著t1時刻之后的t2時刻的采樣值,t1為k-1時刻的時間,t2為k時刻的時間,sign(x)為符號函數(shù),取值如下:sign(x)=+1x≥0-1x<0]]>b)碼鑒別器選取歸一化的非相干超前減滯后模型,得到碼相位測量值zcode:zcode=12·IE2+QE2-IL2+QL2IE2+QE2+IL2+QL2]]>式中,IE和QE分別為I通道和Q通道超前支路采樣值,IL和QL分別為I通道和Q通道滯后支路采樣值;c)導(dǎo)航濾波器模型的狀態(tài)方程如下:δxkδvx,kδykδvy,kδzkδvz,kc·tb,kc·td,k=0To00000000000000000To00000000000000000To00000000000000001To00000000·δxk-1δvx,k-1δyk-1δvy,k-1δzk-1δvz,k-1c·tb,k-1c·td,k-1+ωxωvxωyωvyωzωvzωbωd]]>式中,tb,k和tb,k-1分別為k時刻和k-1時刻的接收機鐘差,td,k和td,k-1分別為k時刻和k-1時刻的接收機鐘漂;δxk、δxk-1分別為k時刻和k-1時刻x方向位置誤差;δvx,k、δvx,k-1分別為k時刻和k-1時刻x方向速度誤差;δyk、δyk-1分別為k時刻和k-1時刻y方向位置誤差;δvy,k、δvy,k-1分別為k時刻和k-1時刻y方向速度誤差;δzk、δzk-1分別為k時刻和k-1時刻z方向位置誤差;δvz,k、δvz,k-1分別為k時刻和k-1時刻z方向速度誤差;To為k時刻和k-1時刻之間間隔時間;ωx、ωy、ωz分別為位置隨機噪聲在x、y、z軸的分量,ωvx、ωvy、ωvz分別為速度隨機噪聲在x、y、z軸的分量,ωb為接收機鐘差的隨機噪聲、ωd為接收機鐘漂的隨機噪聲;d)導(dǎo)航濾波器模型的觀測方程為:觀測量選取各通道的碼相位測量值和載波頻率測量值,觀測量與狀態(tài)量之間的關(guān)系如下:zcode=hxδx+hyδy+hzδz+c·tb+wcodezcarrier=hxδvx+hyδvy+hzδvz+c·td+wcarrier式中,hx、hy、hz為視線矢量在x、y、z軸的分量;tb為鐘差;δx為x方向位置誤差,δy為y方向位置誤差,δz為z方向位置誤差,δvx為x方向速度誤差,δvy為y方向速度誤差,δvz為z方向的速度誤差,td為鐘漂,wcode和wcarrier分別為碼相位跟蹤誤差噪聲和載波頻率跟蹤誤差噪聲。步驟2,組合導(dǎo)航主濾波器設(shè)計:組合導(dǎo)航主濾波器接收GNSS跟蹤通道與SINS輸出作為量測信息,并對SINS系統(tǒng)中的導(dǎo)航信息加以校正;組合導(dǎo)航濾波器誤差模型,具體如下:(a)系統(tǒng)狀態(tài)方程:X·=FX+GW]]>式中,X為系統(tǒng)狀態(tài)矢量,表示系統(tǒng)狀態(tài)矢量的導(dǎo)數(shù),F(xiàn)為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,G為系統(tǒng)噪聲驅(qū)動矩陣,W為系統(tǒng)噪聲矢量,具體如下:X=ψeψnψuδVeδVnδVuδLδλδhϵxϵyϵz▿x▿y▿zδtuδtruT]]>F17×17=FNFS09×206×906×606×202×902×6FG,FS=Cbn03×303×3Cbn03×303×3,FG=010-βδtru,]]>G=Cbn03×303×203×3Cbn03×209×309×309×202×302×3I2×2,W=WϵxWϵyWϵzW▿xW▿yW▿zWδtuWδtruT]]>式中,ψe、ψn、ψu分別為東、北、天方向的平臺失準(zhǔn)角誤差;δVe、δVn、δVu分別為東、北、天方向的速度誤差;δL、δλ、δh分別為緯度、經(jīng)度及高度誤差;εx、εy、εz分別為陀螺常值漂移在x、y、z軸上的分量;分別為加速度計常值偏置在x、y、z軸上的分量;δtu為鐘差引起的等效距離誤差;δtru為鐘漂引起的偽距率誤差;FN為對應(yīng)9個基本導(dǎo)航參數(shù)的系統(tǒng)陣;為在載體系到導(dǎo)航系轉(zhuǎn)換矩陣;τ為相關(guān)時間;分別為陀螺在x、y、z三個軸向的量測零均值高斯白噪聲;分別為加速度計在x、y、z三個軸向的量測零均值高斯白噪聲;分別為鐘差和鐘漂零均值高斯白噪聲;(b)系統(tǒng)量測方程:Z=HX+V式中,Z為觀測矢量,H為觀測矩陣,V為觀測噪聲矩陣,具體如下:Z=δρ1δρ2...δρnδρ·1δρ·2...δρ·nT]]>式中,δρ為偽距偏差,為偽距率偏差;H=0n×6Hρ10n×6Hρ20n×3Hρ·10n×9Hρ·2,Hρ1=E·DLLAXYZ=a11a12a13.........an1an2an3n×3,Hρ2=10......10n×2,]]>上式中,E為導(dǎo)航星方向余弦陣,為地理系下位置誤差到ECEF系的轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣:E=[eij]n×3=e11e12e13e21e22e23.........en1en2en3,(i=1,2...n,j=1,2,3),]]>DLLAXYZ=-(Rn+h)sinLcosλ-(Rn+h)cosLsinλcosLcosλ-(Rn+h)sinLsinλ(Rn+h)cosLcosλcosLsinλ[Rn(1-e2)+h]cosL0sinL]]>式中,eij為SINS解算位置到第i顆導(dǎo)航星的方向余弦,L、λ、h分別為載體的真實緯度、經(jīng)度和高度,基準(zhǔn)橢球體長半徑:Re=6378137.0m,橢球度:f=1/298.257223563,卯酉圈曲率半徑:Rn=Re(1+fsin2L),基準(zhǔn)橢球偏心率:Hρ·1=b11b12b13.........bn1bn2bn3n×3,Hρ·2=01......01n×2,]]>上式中,bij(i=1,2...n,j=1,2,3)具體展開如下:bi1=-ei1sinλ+ei2cosλbi2=-ei1sinLcosλ-ei2sinLsinλ+ei3cosLbi3=ei1cosLcosλ+ei2cosLsinλ+ei3sinL]]>V=vρ1vρ2...vρnvρ·1vρ·2...vρ·nT]]>式中,Vρ為偽距觀測高斯白噪聲,為偽距率觀測高斯白噪聲。步驟3,利用校正之后的慣性信息計算環(huán)路參數(shù):組合系統(tǒng)利用校正后的SINS導(dǎo)航信息和星歷信息推測信號跟蹤參數(shù)GNSS偽碼相位和多普勒頻移,從而控制接收機的本地偽碼、載波數(shù)控振蕩器,以保持對輸入信號的穩(wěn)定跟蹤,具體如下:hk(n)=hx(n)hy(n)hz(n)T]]>hx(n)=x(n)-x^r^(n),hy(n)=y(n)-y^r^(n),hz(n)=z(n)-z^r^(n)]]>r^(n)=(x(n)-x^)2+(y(n)-y^)2+(z(n)-z^)2]]>τ^k(n)=τk-1(n)+(ΔXk,k-1(n)-tk,k-1Vk-1)Thk(n)+tk,k-1c]]>f^code,k(n)=[1+td,k-1+(Vk-1(n)-Vk-1)Thk(n)]fcode/c]]>f^carrier,k(n)=[1+td,k-1+(Vk-1(n)-Vk-1)Thk(n)]fcarrier/c]]>式中,Vk-1分別為k-1時刻解算得到的GPS接收機的速度,x(n)、y(n)、z(n)為衛(wèi)星號為n的GPS衛(wèi)星的位置,為修正后的捷聯(lián)慣性系統(tǒng)在地心地固坐標(biāo)系下的位置。為衛(wèi)星n與接收機之間的視線矢量,為k-1時刻通過星歷解算出來的衛(wèi)星n的速度;為k時刻的衛(wèi)星位置;是指k時刻的衛(wèi)星位置和k-1時刻衛(wèi)星n的位置的差值;分別為k時刻的碼相位、碼頻率和載波頻率預(yù)測值;為k-1時刻的碼相位解算值;c為真空中光速;td,k-1為k-1時刻的鐘漂;fcode為C/A碼的基準(zhǔn)頻率,為1.023MHz;fcarrier為載波L1的頻率,為1575.42MHz。綜上所述,本發(fā)明方法保留了矢量接收機的導(dǎo)航濾波器,相對基于預(yù)濾波器的深組合系統(tǒng)簡化了跟蹤環(huán)路,具有良好的抗干擾性能和瞬時橋接信號的能力,可以在高動態(tài)環(huán)境和弱信號環(huán)境下取得較好的定位效果,應(yīng)用前景廣闊。當(dāng)前第1頁1 2 3 
當(dāng)前第1頁1 2 3 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
皋兰县| 阿拉善左旗| 桂平市| 诏安县| 汉寿县| 图们市| 自治县| 沛县| 堆龙德庆县| 前郭尔| 钦州市| 濮阳县| 玉田县| 平乐县| 磐石市| 巫山县| 荣成市| 行唐县| 安仁县| 交城县| 慈利县| 福泉市| 乐清市| 饶河县| 溧水县| 泊头市| 衡水市| 诏安县| 龙江县| 南皮县| 梓潼县| 邵阳县| 榆林市| 广平县| 漯河市| 莒南县| 三河市| 吐鲁番市| 富蕴县| 兴海县| 会昌县|