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专利号: 2015107500718
申请人: 金陵科技学院
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:

1.一种巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、利用捷联惯导解算的信息进行捷联惯导位置增量的计算,将得到的位置增量在卫星的视线方向进行投影,得到预测的载波相位时间差分观测量;

S2、利用导航卫星系统GNSS接收机解算得到载波相位时间-星间差分与捷联惯导SINS预测的载波相位时间差分通过卡尔曼滤波器进行数据融合,得到组合导航估计后的误差值;

S3、利用所得组合导航估计后的误差值,对捷联惯导SINS的组合导航解和惯性传感器误差进行校正,得到下一历元的组合导航解。

2.如权利要求1所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于:步骤S2中,卡尔曼滤波器进行组合导航滤波算法,采用卡尔曼滤波模型如下:状态方程为:

式(5)中,x(t)表示系统状态矢量,F(t)表示状态转移矩阵,G(t)表示噪声输入矩阵,w(t)表示系统的过程噪声矢量;

量测方程为:z(t)=H(t)x(t)+v(t)   (20)

式中,z(t)表示观测向量,H(t)表示观测矩阵,x(t)表示系统状态矢量,v(t)表示观测噪声向量。

3.如权利要求2所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于,步骤S2中,卡尔曼滤波模型的量测方程具体为:式(19)中,左边 由SINS预测的载波相位时间差分和GNSS解算的载波相位时间差分之间作差得到,右边x(tk)为系统方程中的系统状态,是卡尔曼滤波的待估计量,为k时刻由e系到n系的坐标转换矩阵,Δεij表示第i颗卫星和第j颗卫星共模误差的差分,Φ(t,tk-1)表示从t时刻到tk-1时刻的状态转移矩阵,Φ(tk,tk-1)表示从tk时刻到tk-1时刻的状态转移矩阵。

4.如权利要求3所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于:卡尔曼滤波模型的量测方程是根据标量函数的扰动定律对卫星i和j载波相位的双差观测方程的左右两边施加扰动得到的。

5.如权利要求4所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于,卫星i和j载波相位的双差观测方程是由e系下的卫星i和j载波相位的双差观测方程投影到n系下得到的。

6.如权利要求5所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于,e系下的卫星i和j载波相位的双差观测方程是对载波相位的时间差分测量值作星间差分得到的,e系下的卫星i和j载波相位的双差观测方程为:式(12)即为时间-星间差的双差载波相位观测方程,其中左侧由前后历元的载波相位观测值得到,右侧为待求估计参数和误差项,表示第i颗卫星时间差分载波相位值, 表示第j颗卫星时间差分载波相位值,和 分别表示第i颗和第j颗卫星视线方向上单位矢量,Δu为位置增量,Δεij表示第i颗卫星和第j颗卫星共模误差的差分。

7.如权利要求6所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于,e系下的卫星i和j载波相位的双差观测方程是对载波相位的时间差分观测方程作星间差分得到的,载波相位的时间差分观测方程为:式(11)中, 方程右侧有四个未知

量,位置增量Δu=[δxu,k δyu,k δzu,k]和接收机钟差cdtu,为时间差分载波相位观测值,ek表示在k时刻由接收机到卫星的视线方向单位矢量,Δε为共模误差的残余、多径效应、接收机热噪声和其它未建模误差的和。

8.如权利要求7所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于,载波相位的时间差分观测方程是通过对载波相位的观测方程进行相邻时刻的观测量的差得到的,载波相位的观测方程为:式(6)中,Φ为载波相位观测量,r为接收机到卫星的几何距离,I,T为电离层和对流层误差,c为光速, 和 分别为接收机钟差和卫星钟差,λ为载波波长,N为模糊度,ε为观测噪声。

9.如权利要求1-8任一项所述的巡飞弹高精度组合导航方法,其特征在于:在解算过程中,对出现周跳的现象,作为粗差通过RAIM算法进行检测和排除。