[发明专利]一种联合导航系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航系统及方法，尤其是基于卫星导航定位系统的联合导航系统及方法。

背景技术

导航技术的日益发展，尤其是卫星导航定位系统的出现和日趋成熟（如GPS、格洛纳斯、北斗卫星定位系统等），由于其具有全球覆盖、高精度、全天候的特点，而被广泛的应用到生活的方方面面。但是由于卫星信号传播收到的影响因素非常多，尤其是地面众多的建筑物的城市环境中，很容易出现卫星信号中断的情况，使得连续定位出现了困难。

针对这个问题，目前已有众所手段来解决，例如采用惯性导航作为辅助手段，根据惯性导航常用的定位传感器，如陀螺仪、里程仪等，获取运动物体的角速度和线速度，结合初始定位信息再通过一定的航迹推算算法算出定位导航信息。然而，惯性导航存在误差积累的问题，即，随着导航时间变长，导航误差会累加，使得导航越久，导航精度越差。尽管这样，目前使用惯性导航辅助卫星导航进行联合导航的方法还是普遍采用的连续定位方法，可是，随着导航技术的普及，越来越多的导航技术是应用在如手机，导航仪等体积小，功耗要求严格的小型终端上，而由于惯性导航需要的组件以及功耗问题，使得目前没有办法在小型终端中得到很好的应用。因此，目前制约着联合导航技术往小型终端发展的主要问题是体积、功耗、导航时间越长，精度下降越厉害。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于卫星定位导航系统，尤其是北斗-2代卫星定位导航系统的联合导航系统，能够解决单一卫星导航的稳定性，并根据地磁偏向的原理，提出使用地磁导航、地图修正等的辅助导航手段，结合卫星定位导航系统的结果，能显著提高单一使用卫星定位导航系统进行定位导航的稳定性和精度，且结构简单，体积小，功耗低，成本低的特点。

本发明提供一种联合导航系统，包含卫星定位导航单元，用于周期性输出运动物体的卫星定位导航信息；处理器单元，用于周期性处理和修正运动物体的导航信息；权重单元，用于周期性计算运动物体多种导航信息之间的权重关系；卡尔曼滤波单元，用于周期性计算运动物体导航信息，和根据权重对导航信息周期性进行整合，得到运动物体最终导航信息，所述系统还包含：三轴磁强计和地图导航单元，所述三轴磁强计用于周期性测量运动物体磁场强度信息，所述地图导航单元用于建立运动物体起点和终点的路径规划信息。

更进一步，所述处理器单元包括误差修正单元和磁强导航解算单元，所述误差修正单元用于修正所述三轴磁强计获得的初始定位信息，所述磁强导航解算单元用于根据所述三轴磁强计输出信息计算地磁导航信息。

更进一步，所述误差修正单元根据卫星定位导航单元接收不到卫星信号时触发修正操作。

更进一步，所述误差修正单元根据所述地磁导航信息偏离所述路径规划信息预设阈值时触发修正操作。

更进一步，所述地磁导航信息偏离所述路径规划信息预设阈值是指以该时刻路径规划信息点为圆心，以15米为半径的圆形，如果地磁导航信息点不在该圆形内，即超出预设阈值。

更进一步，所述误差修正单元触发后，根据路径规划信息点产生初始导航信息，并更新原来的初始导航信息。

更进一步，所述卫星定位导航系统输出导航信息，经过所述卡尔曼滤波单元，周期性输出到所述磁强导航解算单元，作为初始定位信息。

更进一步，所述权重单元耦合与卫星定位导航单元，用于计算所述卫星定位导航信息的权重，和地磁导航信息的权重。

更进一步，所述卫星定位导航单元是指北斗-2代卫星定位导航单元。

本发明还提供一种联合导航方法，所述方法包括：

步骤一，终端的卫星定位单元进行定位，输出定位导航信息；终端的地图导航软件根据起点和终点建立路径规划信息；

步骤二，终端的三轴磁强计输出测量值，结合外部输入的初始导航信息解算和输出地磁导航信息；

步骤三，卫星定位单元判断卫星信号是否消失，和/或所述地磁导航信息是否偏离所述路径规划信息，是，则根据路径规划信息点产生新的初始导航信息，跳转到步骤二；否，则跳转到步骤四；

步骤四，所述卫星定位单元输出的所述定位导航信息，与所述地磁导航信息根据权重进行整合，得到最终的导航信息

采用本发明的技术方案后，能有效提高导航系统的连续定位能力，减小系统的体积和功耗，并能显著提高导航的精度。

 

附图说明

图1是本发明实施例的联合定位导航系统示意图；

图2是本发明实施例的联合定位流程示意图。

 

具体实施方式