[发明专利]一种基于GNSS通道差分的紧组合降维滤波方法

权利要求书

1.一种基于GNSS通道差分的紧组合降维滤波方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤1，根据惯性导航系统的姿态误差、速度误差和位置误差，建立惯性/卫星组合导航系统的状态方程； 

步骤2，确定每个GNSS通道的伪距差分信息和伪距率差分信息； 

步骤3，选择第一个GNSS通道作为基准通道，将基准通道的差分信息分别与其余通道的差分信息进行差分得到通道间差分信息，将该通道间差分信息作为观测值，以此建立惯性/卫星组合导航系统观测方程； 

步骤4，根据步骤1所得的状态方程和步骤3所得的观测方程，进行卡尔曼滤波迭代解算，得到载体的速度、位置、姿态的误差信息； 

步骤5，利用载体的速度、位置、姿态误差信息对惯性导航系统进行反馈校正，完成惯性/卫星系统组合导航。 

2.根据权利要求1所述的基于GNSS通道差分的紧组合降维滤波方法，其特征在于，步骤1中所述建立惯性/卫星组合导航系统的状态方程，具体如下： 

（1.1）惯性导航系统的姿态、速度、位置误差方程如下： 

式中，φ_E、φ_N、φ_U分别为东、北、天方向的平台失准角，δV_E、δV_N、δV_U分别为载体东、北、天方向的速度误差，δL、δλ、δh分别为载体纬度、经度、高度误差，R_M为椭球子午圈上各点的曲率半径，R_N为卯酉圈上各点的曲率半径，w_ie为地球转动角速率，f_E、f_N、f_U分别是惯导系统的比力在导航系下东、北、天方向上的分量，ε_E、ε_N、ε_U分别为地理坐标系内陀螺的等效漂移在东、北、天方向的分量，▽_E、▽_N、▽_U分别为地理坐标系内加速度计的等效偏置在东、北、天方向的分量； 

（1.2）以惯性导航系统的姿态误差、速度误差、位置误差为状态变量，建立惯性/卫星组合导航系统的状态方程： 

其中，X为系统状态矢量，表示系统状态矢量的导数，F为系统状态转移矩阵，G为系统噪声驱动矩阵，W为系统噪声矢量，具体如下： 

系统状态矢量： 

状态转移矩阵： 

其中F_ins由（1.1）中误差方程构成，F_sg形式如下： 

其中，为载体坐标系到导航坐标系的姿态转换矩阵， 

系统噪声驱动矩阵： 

系统噪声矢量： 

假设系统噪声为零均值高斯白噪声，协方差阵为E(WW^T)＝Q，Q为系统过程噪声方差阵；w_gx、w_gy、w_gz分别为陀螺仪x轴、y轴、z轴方向的随机白噪声，w_ax、w_ay、w_az分别为加速度计x轴、y轴、z轴方向的随机白噪声。