[发明专利]基于多核DSP的北斗_SINS紧组合导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多核DSP的北斗_SINS紧组合导航系统及方法，所述系统包括：微惯性测量单元，用于测量载体的旋转角速度、加速度和所处环境的磁场强度信息；北斗卫星导航接收机，用于测量卫星的位置、伪距、伪距率信息和载体的初始速度与位置信息；多核DSP单元，用于采集微惯性测量单元数据和北斗卫星导航接收机数据，进行数据解析、选星、测距误差修正、SINS解算，对SINS的姿态信息进行估计，对北斗系统和SINS的伪距、伪距率数据进行融合，估计并补偿SINS位置误差和速度误差，之后对外输出高精度、高刷新频率的导航数据。本发明能够对源于多传感器的数据进行融合，并在多核DSP单元上进行数据处理，以实现高精度、动态性和抗干扰性较高的紧组合导航。

技术领域

本发明涉及导航领域，特别是涉及基于多核DSP的北斗_SINS紧组合导航系统及方法。

背景技术

惯性导航系统(INS)一般是由陀螺仪、加速度计等惯性器件和导航计算机组成。INS根据上一时刻载体的位置、速度和姿态信息，并结合惯性传感器测量的信息计算得到当前时刻的导航参数。INS主要分为平台式和捷联式两类，捷联式惯性导航系统(SINS)以其体积小、功耗低、结构简单等优点，在中低精度应用领域已经逐渐取代平台式INS。SINS具有短期导航精度高的特点，但由于低成本惯性器件随机误差的影响，低成本SINS的导航精度随时间的增长而急剧恶化，导致其无法长时间单独工作。卫星导航系统具有导航精度不随时间而变化的优点，但当卫星信号被遮挡或受电磁干扰时，将导致导航精度下降甚至失效。因此，卫星_SINS组合导航已成为导航技术的主要发展趋势之一。

目前，我国自主建立的北斗卫星导航系统已实现全球覆盖，可为用户提供全天候的导航服务，研制低成本北斗_SINS组合导航系统对于我国的科技发展具有着重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多核DSP的北斗_SINS紧组合导航系统及方法，采用EKF和SCKF相结合的方法对源于多传感器的数据进行融合，并在多核DSP单元上进行数据处理，以实现高精度、动态性和抗干扰性较高的紧组合导航，为北斗_SINS微小型紧组合导航系统的工程化实现提供有力支撑。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于多核DSP的北斗_SINS紧组合导航系统，包括多核DSP单元、微惯性测量单元和北斗卫星导航接收机；微惯性测量单元和北斗卫星导航接收机的输出端均与多核DSP单元连接；

所述微惯性测量单元，用于测量载体的旋转角速度、加速度和所处环境的磁场强度信息；

所述北斗卫星导航接收机，用于测量卫星的位置、伪距、伪距率信息和载体的初始速度与位置信息；

所述多核DSP单元，用于采集微惯性测量单元数据和北斗卫星导航接收机数据，进行数据解析、选星、测距误差修正、SINS解算，采用扩展卡尔曼滤波EKF对SINS姿态信息进行估计，采用平方根容积卡尔曼滤波SCKF对北斗系统和SINS的伪距、伪距率数据进行融合，估计并补偿SINS位置误差和速度误差，之后对外输出高精度、高刷新频率的导航数据。

优选地，所述紧组合导航系统还包括无线通讯模块；所述无线通讯模块与多核DSP单元连接，接收多核DSP单元对外输出的导航数据，与安装有同款无线通讯模块的设备通信，以无线方式传输导航数据；所述多核DSP单元还通过UART接口，以有线通信方式对外传输导航数据给外部系统(设备)。

优选地，所述紧组合导航系统还包括供电电源，所述供电电源分别与多核DSP单元、微惯性测量单元、北斗卫星导航接收机和无线通讯模块连接，实现对整个系统进行供电。

优选地，所述微惯性测量单元采用ADIS16405，ADIS16405中包含陀螺仪、加速度计和磁力计；所述北斗卫星导航接收机采用CNS200，所述无线通讯模块采用NRF24L01。