[实用新型]一种组合导航装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种组合导航装置。

背景技术

导航系统是舰船、弹箭、飞机、飞行器等运载体上必不可少的重要设备。导航就是在预定的时间内，按预定的计划和要求，将运载体从起点引导到目的地的过程。要完成此导航过程系统必须提供精确的导航参数，如姿态角、航向、速度、位置等信息。

其中，GPS(Global Positioning System，全球定位系统)和BDS(BeiDou Navigation Satellite System，中国北斗卫星导航系统)可以通过接收分布在空中的导航卫星发送的无线信号来计算定位信息，具有全球、全天候、高精度、实时导航定位等优点，可为用户提供精确的位置、速度和授时数据，但不能提供载体的姿态信息。而且其工作性能受环境条件、载体机动和无线电干扰的影响，很难准确定位甚至无法定位。另外，GPS和BDS系统数据输出频率低，在高动态场合，难以满足用户数据更新率高的要求。且GPS和BDS导航容易受到多径效应的影响而降低定位精度，尤其是在使用常用的小型导航天线时，其多径效应更加严重。在城市受到高大建筑物、桥梁或者隧道等的遮挡时会引起卫星信号的失锁，此时GPS和BDS导航系统不能为用户提供导航服务。

INS(Inertial Navigation System，惯性导航系统)具有自主导航能力，不受环境、载体机动及无线电干扰的影响，能连续地提供载体位置、速度和姿态等定位导航参数，其数据更新率快、量程较大，且具有短时间内较高的相对精度。但INS系统随着工作时间的延长，导航误差随时间积累增长，需要利用外部观测信息经常修正INS系统，控制其误差随时间的积累，难以满足用户的精度要求。

由于GPS、BDS与INS自身均存在优缺点，因此，如何将两者融合，摒除固有缺陷，利用各自优点，构建精确度高、不受环境、载体机动及无线电干扰影响的组合导航系统已成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合导航装置，将GPS导航、BDS导航和INS导航结合起来，以解决现有技术中GPS导航、BDS导航易受多径效应的影响而降低定位精度以及在受高大建筑物遮挡时无法定位导航的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种组合导航装置，包括：壳体及设置在所述壳体内的组合导航电路，其中，

所述组合导航电路包括抗多径天线模块、GPS/BDII双模导航接收机、INS惯性导航模块、导航主控器、卡尔曼滤波器及与所述导航主控器输入端电连接的气压高度计，其中，

所述抗多径天线模块与GPS/BDII双模导航接收机电连接；所述INS惯性导航模块内集成有IMU惯性测量单元，所述导航主控器的输入端与所述IMU惯性测量单元电连接，所述导航主控器的输出端与所述GPS/BDII双模导航接收机电连接；所述卡尔曼滤波器的输入端分别与所述导航主控器和GPS/BDII双模导航接收机电连接，所述卡尔曼滤波器的输出端与所述导航主控器电连接；

其中，所述抗多径天线模块包括GPS抗多径天线模块和BDII抗多径天线模块，所述GPS/BDII双模导航接收机包括GPS射频前端模块、BDII射频前端模块、基带信号处理模块、GPS解算处理模块、BDII解算处理模块和单片机；其中，所述基带信号处理模块的第一输入端通过GPS射频前端模块电连接所述GPS抗多径天线模块，所述基带信号处理模块的第二输入端通过BDII射频前端模块电连接所述BDII抗多径天线模块，所述基带信号处理模块的第一输出端电连接所述GPS解算处理模块，所述基带信号处理模块的第二输出端电连接所述BDII解算处理模块；所述单片机的输入端与所述GPS解算处理模块、BDII解算处理模块和导航主控器电连接，所述单片机的输出端与所述卡尔曼滤波器电连接。

优选地，所述IMU惯性测量单元包括三个单轴的加速度计、三个单轴的陀螺仪和信号预处理电路；其中，所述加速度计用于检测载体在惯性参考坐标系中独立三轴的加速度信号，所述陀螺仪用于检测载体相对于惯性参考坐标系的角速度信号；所述加速度计和陀螺仪分别与所述信号预处理电路电连接，所述信号预处理电路的输出端与所述导航主控器电连接。

优选地，所述信号预处理电路包括依次电连接的放大电路、滤波电路和模数转换电路。

优选地，所述加速度计为MEMS加速度计，所述陀螺仪为MEMS陀螺仪。