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专利号: 2013100787690
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种移动目标协同定位系统的定位方法,其特征是:利用捷联惯导模块(1)和超宽带无线传感器(3)对移动目标(4)的参数进行感知,建立捷联惯导和超宽带无线耦合模型,由捷联惯导模块(1)输出移动目标(4)高精度姿态信息,在捷联惯导模块(1)输出的运动参数补偿下,超宽带无线传感器(3)输出移动目标(4)高精度的位置信息,并对捷联惯导模块(1)输出的位置信息进行校正,从而实现封闭环境下定位区域(5)内移动目标(4)输出位置和姿态信息,包括以下步骤:步骤1)捷联惯导模块(1)与超宽带无线传感器(3)协同下多源参量的实时感知与测距运算;

步骤2)移动目标(4)的捷联惯导模块(1)下运动参量与超宽带无线传感器(3)无线信号间的误差传递分析与补偿;

步骤3)捷联惯导模块(1)下高频位置信息与超宽带无线传感器(3)下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换;

步骤4)捷联惯导模块(1)下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器(3)下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合;

步骤5)捷联惯导模块(1)与超宽带无线传感器(3)协同下移动目标(4)位置和姿态的解算与校正;

在步骤1)中,所述的捷联惯导模块(1)与超宽带无线传感器(3)协同下多源参量的实时感知与测距运算,具体为:将捷联惯导模块(1)测量的数据通过积分运算得到移动目标(4)粗略的位置和姿态,而将超宽带无线传感器(3)测量的数据经过计算得到移动目标(4)与超宽带无线发射器间的测距信息;

在步骤2)中,所述的移动目标(4)的捷联惯导模块(1)下运动参量与超宽带无线传感器(3)无线信号间的误差传递分析与补偿,具体为:利用惯导参数通讯模块和无线参数通讯模块,通过串口将测量参数传递给协同运算处理单元,考虑系统误差传递关系,进行多参量误差传递研究及补偿,建立各阶段误差方程,采用最优滤波策略,实现协同定位下多参数误差的抑制;

在步骤3)中,所述的捷联惯导模块(1)下高频位置信息与超宽带无线传感器(3)下低频位置信息在不同坐标系下的统一变换,具体为:捷联惯导模块(1)输出的为地理坐标系下高频位置信息,通过稀疏采样和坐标变换统一,变换到超宽带无线传感器(3)输出下的空间直角坐标系下的低频位置信息,继而利用捷联惯导模块(1)的运动参数建立联合滤波下移动目标(4)位置的观测方程;

在步骤4)中,所述的捷联惯导模块(1)下姿态、加速度、速度与位置参量与超宽带无线传感器(3)下信号到达时间差、到达角度间的交互耦合,具体为:将捷联惯导模块(1)测量获得的姿态、加速度、速度与位置耦合到超宽带无线传感器(3)测量数据中,来对超宽带无线传感器(3)测量的到达时间差和到达角度参数进行修正,继而利用超宽带无线传感器(3)测量参数建立联合滤波下移动目标(4)位置测量方程;

在步骤5)中,所述的捷联惯导模块(1)与超宽带无线传感器(3)协同下移动目标(4)位置和姿态的解算与校正,具体为:利用捷联惯导模块(1)输出建立的移动目标(4)状态观测方程,结合超宽带无线传感器(3)输出建立的移动目标(4)状态测量方程,经交互多模型卡尔曼滤波方法获得移动目标的一次位置估计,继而利用超宽带无线传感器(3)的到达时间差与到达角度,求得移动目标(4)的精确位置,并对捷联惯导模块(1)下观测方程进行校正,通过循环校正来实现移动目标(1)高精度位置和姿态输出。