[发明专利]一种提高车载SINS/OD组合导航精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地面车辆定位定向技术，具体涉及提高车载SINS/OD组合导航精度的关键技术，属于车载导航技术领域。

背景技术

捷联惯导(SINS)是自主式导航设备，可以输出车辆的位置、速度及姿态航向等参数。然而，SINS的导航误差随时间增长，其导航精度主要取决于陀螺和加速度计的精度，但高精度的元件会使整个系统的成本急剧增加，因而，控制SINS误差累积成为惯导运行的关键问题。采用零速修正可以有效改善系统性能，但对导航系统的使用操纵提出了严格的限制约束条件。利用SINS/GPS虽可以很好解决误差累积问题，但GPS动态能力差，易受电子干扰，信号易被遮挡等缺点，且GPS控制权在美国，不能满足战时需要。一种能够给陆地车辆提供独立速度参考信息的设备是里程仪，其测速误差不随时间增长，信号不会被遮挡和干扰。SINS和OD具有互补特性，SINS/OD组合方式在车载导航中广为应用。

目前，由SINS/OD组成的车载导航系统，通常认为OD测量车辆纵向速度，而实际上，OD测量的是车辆底盘的运动，SINS安装在车体上，测量的是车体运动，底盘与车体不是刚性连接，而是通过悬架结构连接，车体和底盘之间会有相对角运动，有些车辆车体与底盘之间相对运动角度多达几度，若不能精确估计出车辆车体与底盘之间相对运动，则会对由SINS/OD组成的车载导航系统导航精度产生严重影响，因此需要对底盘与车体之间角运动进行建模，并设计相应算法估计角误差。

另外，若安装SINS/OD系统的车辆为轮式车辆，通常将里程仪刻度系数当作常值或常值加随机误差项处理。但当车辆行驶在不同坡度路面上，或以不同加速度行驶时，轮胎半径会发生变化，里程仪刻度系数亦随之发生变化，不能把里程仪刻度系数简单认为是常值，或常值加上随机误差项组成，需要建立相应的误差模型以补偿刻度系数变化。

发明内容

本发明的技术解决问题：现有的SINS/OD组合导航方案未考虑考虑车辆车体与底盘相对角运动对导航精度造成的影响，同时认为建立里程仪刻度系数模型过于复杂，将里程仪刻度系数简化为常值或常值加随机误差项，本发明通过建立相应的数学模型，进而实现高精度车载SINS/OD组合导航。

本发明主要内容包括：

(1)里程仪刻度系数数学模型

里程仪刻度系数的路面坡度及车辆加速度的数学模型为K_od0为车辆在水平路面匀速行驶时的里程仪刻度系数，f_y为前向比力，f_y＝a_y+gθ，a_y为前向加速度，θ为路面纵坡度，为前向比力对里程仪刻度系数的影响系数。

(2)底盘与车体相对运动模型