[发明专利]一种惯性导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种惯性导航系统及方法，能够基于神经网络辅助的机会信号/惯性导航模块对室内进行定位和导航，不仅能够在卫星信号良好的情况下提高定位的精度，而且能够在室内卫星信号拒止条件下提供较高精度的室内定位结果，采用神经网络辅助的数据融合，能够解决在利用不同机会信号定位时，机会信号不兼容导致定位误差大的问题，还能够提高惯性导航系统可靠性与安全性，惯性导航系统各模块之间独立工作，互不影响，能够提高惯性导航系统的稳定性和抗干扰性。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，尤其涉及一种惯性导航系统及方法。

背景技术

现有的卫星信号不能穿透建筑物，在室内难以使用卫星信号定位，而机会信号是一种无线电信号，室内无线电信号资源丰富，特别是移动设备的普及，使得使用移动信号进行室内定位成为了可能。

惯性导航是一种自主定位系统，不依赖外界的信息即可通过自身信息定位，但是惯导误差随着时间积累，不能进行长时间定位，通常会利用其它的导航系统对惯导误差进行修正；训练后的神经网络可以解决机会信号由于不兼容导致的定位误差大的问题，此时利用神经网络的输出依旧可以与惯导系统进行数据融合和惯导误差修正。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种惯性导航系统及方法，能够解决利用神经网络在处理多种机会信号定位时，由于不同机会信号之间不兼容导致定位误差大的的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种惯性导航系统，用于在室内进行导航，包括：

惯性导航模块，用于执行惯性导航并输出惯性导航信息；

机会信号获取模块，用于获取多个机会信号；

机会信号处理模块，包括判断单元及数据融合单元，所述判断单元用于判断多个所述机会信号是否兼容，当多个所述机会信号兼容时，所述数据融合单元将所述机会信号与所述惯性导航信息进行数据融合以得到第一修正位置信息，并利用所述第一修正位置信息修正一神经网络；当多个所述机会信号不兼容时，所述数据融合单元将所述惯性导航信息与所述神经网络的输出值进行数据融合，并得到第二修正位置信息。

可选的，所述惯性导航模块包括惯性测量单元及数据解算单元，所述数据解算单元对所述惯性测量单元的测量值进行解算以得到所述惯性导航信息，所述惯性导航信息包括位置信息、速度信息及姿态信息中的一种或多种。

可选的，所述神经网络的输出值为位置预测值、速度预测值及姿态预测值中的一种或多种。

本发明还提供一种利用所述的惯性导航系统执行惯性导航的方法，包括：

惯性导航模块执行惯性导航并输出惯性导航信息；

机会信号获取模块获取多个机会信号；

判断单元判断多个所述机会信号是否兼容，当多个所述机会信号兼容时，所述数据融合单元将所述机会信号与所述惯性导航信息进行数据融合以得到第一修正位置信息，并利用所述第一修正位置信息修正一神经网络；当多个所述机会信号不兼容时，所述数据融合单元将所述惯性导航信息与所述神经网络的输出值进行数据融合，并得到第二修正位置信息。

可选的，利用DCKF滤波算法对所述机会信号与所述惯性导航信息或所述惯性导航信息与所述神经网络的输出值进行数据融合。

可选的，利用所述第一修正位置信息或所述第二修正位置信息修正所述惯性导航模块输出的惯性导航信息。

可选的，利用载噪比衰减判断所述机会信号与所述惯性导航信息是否兼容。

本发明的有益效果：

(1)机会信号资源丰富，既可以在室外辅助卫星定位，也可以不依赖卫星进行室内定位，解决长时间使用惯性导航系统导致累积误差过大的问题；