[发明专利]用于交通工具姿态确定的系统和方法

说明书

提供了用于交通工具姿态确定的系统和方法。在一个实施例中，一种用于交通工具取向检测的方法包括：基于来自机载GNSS接收器系统的测量结果生成差分载波相位测量结果；从机载辅助源接收姿态辅助测量结果和基线长度；作为差分载波相位测量结果、姿态辅助测量结果和基线长度的函数而计算具有相关联的协方差值的浮点模糊度值；从浮点模糊度值计算整数候选阵列的集合，其中整数候选阵列是从不相似的模糊度估计算法计算的；作为从差分载波相位测量结果和姿态辅助测量结果以及基线长度计算的残差的函数并且进一步基于比较所述多个残差与多个阈值，选择第一整数候选阵列作为经解析的整数值；以及向姿态和朝向计算器输出经解析的整数值。

背景技术

交通工具的姿态和朝向可以是典型地由系统使用惯性传感器提供的必要信息。将全球导航卫星系统（GNSS）用于姿态感测提供了较低成本、较低重量、较小体积和较低功率消耗的可替换方案。GNSS姿态确定通过差分多个接收器/天线对的载波相位信号来工作。虽然载波相位是具有毫米量级上的误差的范围改变的非常准确的度量，但是因为其为积分器的输出，所以其还具有相关联的整周模糊度误差。整周模糊度是卫星与天线之间的载波信号的未知数目的整个周期。在许多应用中，诸如对于飞行中的客机，迅速且准确的姿态确定对于安全操作而言是至关重要的。为了利用载波相位来得到针对这样的快速移动交通工具的最佳朝向和姿态确定，迅速且准确地解析（resolve）整周模糊度是必要的。虽然现有整数估计算法（诸如LAMBDA（最小二乘模糊度去相关调整）算法）可以提供足以在精度耕作和挖掘应用中使用的模糊度解析，但是它们自身不提供所有条件中的足够可靠的高完整性解决方案使得它们可以用于飞行器机载的经飞行证明的系统。

出于以上陈述的原因以及出于对本领域技术人员来说在阅读和理解本说明书时将变得明显的以下陈述的其它原因，在本领域中存在对于用于交通工具姿态确定的改进的系统和方法的需要。

发明内容

本发明的实施例提供了用于交通工具姿态确定的方法和系统，且将通过阅读和研究以下说明书而被理解。

在一个实施例中，一种用于交通工具取向检测的方法包括：基于来自机载全球导航卫星系统（GNSS）接收器系统的载波相位测量结果来生成差分载波相位测量结果；从一个或多个机载辅助源接收姿态辅助测量结果和基线长度；作为差分载波相位测量结果、姿态辅助测量结果和基线长度的函数而计算具有相关联的协方差值的多个浮点模糊度值；从所述多个浮点模糊度值计算整数候选阵列的集合，其中整数候选阵列是从不相似的模糊度估计算法计算的；作为从差分载波相位测量结果和姿态辅助测量结果以及基线长度而计算的多个残差的函数并且进一步基于比较所述多个残差与多个阈值，从整数候选阵列的集合选择第一整数候选阵列作为经解析的整数值；以及当经解析的整数值被选择时，向姿态和朝向计算器输出经解析的整数值。

附图说明

当鉴于优选实施例的描述和以下附图来考虑时，本发明的实施例可以被更容易地理解并且其进一步优势和使用可以更加显而易见，在以下附图中：

图1是本公开的一个实施例的交通工具取向检测系统100的框图；

图2是图示了本公开的一个实施例的整周模糊度解析功能以及姿态和朝向估计器的一个实现方式的框图；

图3是图示了本公开的一个实施例的用于整周模糊度解析功能的验证逻辑的框图；

图3A-3C是图示了本公开的一个实施例的针对用于整周模糊度解析功能的验证逻辑的示例逻辑流程的流程图；以及

图4是图示了本公开的一个实施例的方法的流程图。

依照惯例，各种所描述的特征未按比例绘制，而是被绘制成强调与本发明相关的特征。遍及各图和文本，参考标记表示相似的元件。

具体实施方式