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专利号: 2017108171651
申请人: 杭州电子科技大学
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:

1.一种室内CSS/INS组合导航系统,其特征在于:包括:CSS盲节点、CSS锚节点、INS惯性导航器件和数据处理模块;CSS盲节点、INS惯性导航器件分别与数据处理模块通信;所述INS惯性导航器件安装在行人的足部,用于测量行人的位置、速度、姿态信息;所述CSS盲节点安装在行人的肩部,用于测量行人到CSS锚节点的距离信息并解算为定位结果;所述CSS锚节点安装在待定位空间内,用于测量与盲节点之间的距离;所述的数据处理模块利用扩展卡尔曼滤波对INS惯性导航器件获取的行人导航信息与CSS定位的结果进行数据融合;

所述的扩展卡尔曼滤波器的状态方程为:

其中δgyro和δacce代表陀螺仪和加速度计的偏差,认作是一个随机变量与一个随机误差之和,建模成一阶高斯马尔科夫过程如下:其中 tgyro,tacce分别为陀螺仪及加速度计误差随机模型的相关时间,即采样误差在相关时间内是没有关联的;wgyro和wacce为高斯白噪声;

δq为姿态四元数的误差,姿态四元数的误差方程由下式得:

其中q为四元数,Ω为反对称矩阵,其形式如下:

其中,ωx、ωy和ωz是陀螺仪角速度的三轴分量值;

CSS系统误差方程:δr为节点间的测距误差: 根据动力学方程有:r=c×t,c=3×108m/s,其中c为电磁波在空气中运行速度,t为时间,因此可得测距误差方程为:CSS节点接收机的时钟偏差bR:

其中,wg为高斯白噪声。

2.如权利要求1所述的一种室内CSS/INS组合导航系统,其特征在于:其所述的扩展卡尔曼滤波器的观测方程为:式中:δl、δθ、 为当前时刻IMU输出的姿态角与前一时刻的姿态角差值,δx、δy为当前时刻INS惯性导航器件解算的定位位置坐标与CSS系统定位的位置坐标的差值。