[发明专利]GNSS/INS深组合中辅助信息延迟影响的评估方法

说明书

技术领域

本发明属于GNSS/INS深组合系统实时评估的技术领域，尤其涉及一种GNSS/INS深组合中辅助信息延迟影响的评估方法。

背景技术

GNSS/INS组合导航技术利用GNSS(全球卫星导航系统)和INS(惯性导航系统)二者的优势互补特性，对系统的连续性和完好性有很大的提高，在导航和定位领域应用十分广泛。根据信息融合深度的不同，GNSS/INS组合导航技术分为松组合、紧组合和深组合。松组合和紧组合均是GNSS与INS在数据处理层面上的融合，且主要是GNSS辅助INS。与松组合、紧组合相比，深组合是GNSS与INS在信号处理层面上的信息融合，利用INS的动态特点辅助GNSS接收机信号跟踪环路，使得载体动态对GNSS接收机的影响明显减小，增强了GNSS接收机的动态捕获和跟踪性能。

GNSS/INS组合导航的性能不仅受到GNSS和INS自身误差带来的影响，同时受到组合时两类信息不同步的影响。松组合系统和紧组合系统的研究均表明：如果IMU(惯性测量单元)数据和GNSS数据在组合滤波器处理时时间不同步，则组合导航的性能将恶化。在GNSS/INS深组合系统中，除了组合滤波器外，深组合跟踪环也受到辅助信息延迟的影响。然而，研究人员大多在软件平台上通过数据后处理来实现GNSS/INS深组合，没有考虑INS辅助延迟误差的影响，以至于还没有评估辅助信息延迟对INS辅助的GNSS跟踪环的影响的方法，更没有文献指出INS辅助的GNSS跟踪环路可接受的最大辅助延迟时间。

不同的应用需求，即使是相同的辅助信息延迟时间，对GNSS/INS深组合系统跟踪环性能恶化程度也不相同。对辅助信息延迟要求很严格的应用，比如高动态场景，需要以提高系统硬件成本为代价，减小惯性辅助延迟时间；而在辅助信息延迟影响不显著的场景，比如车载导航，则可以在满足辅助信息延迟要求的前提下，降低硬件设计成本。研制GNSS/INS深组合系统时，需要有一种评估INS辅助延迟对跟踪环影响的方法，用于分析GNSS/INS深组合系统能够接受的最大辅助信息延迟时间，从而有利于折衷考虑系统硬件设计成本和系统性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种GNSS/INS深组合中辅助信息延迟影响的评估方法，该方法可评估INS辅助GNSS跟踪环的辅助信息延迟影响，从而可指导GNSS/INS深组合系统的跟踪环设计。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

GNSS/INS深组合中辅助信息延迟影响的评估方法，包括：

步骤1，根据INS辅助跟踪环的原理结构构建拉氏域的INS辅助跟踪环数学模型；

步骤2，根据INS辅助跟踪环数学模型，建立INS辅助延迟与环路跟踪误差间的误差传递模型，本步骤进一步包括：

2.1从INS辅助跟踪环数学模型中分离出INS辅助延迟与环路跟踪误差间的关系结构图，并获得INS辅助延迟与NCO输出信号的函数关系；

2.2基于INS辅助延迟与NCO输出信号的函数关系，获得INS辅助延迟与环路跟踪误差间的数学关系，即误差传递模型；

步骤3，将误差传递模型变换至时域，采用瞬态响应分析法模拟INS辅助跟踪环在动态激励信号下，INS辅助延迟带来的环路跟踪误差的变化。

子步骤2.1中所述的INS辅助延迟与NCO输出信号的函数关系如下：