[发明专利]一种基于车载惯组与多普勒雷达的组合导航方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于车载惯组与多普勒雷达的组合导航方法及系统。该方法包括：获取当前时刻的惯组数据和雷达数据；采用惯组数据中的角增量和雷达数据对载车当前时刻的姿态和位置进行航位解算；采用惯组数据对载车当前时刻的姿态、位置和速度进行惯组解算；将惯组解算对应的姿态数据与航位解算对应的姿态数据做差，将惯组解算对应的位置数据和航位解算对应的位置数据做差；依据差值，采用卡尔曼滤波算法得到当前时刻的系统误差估计值；采用当前时刻的系统误差估计值对解算得到的数据进行误差校正；将经过校正的惯组解算的姿态数据、位置数据和速度数据作为当前时刻的导航数据输出。本发明抗干扰能力强、独立自主性强、导航定位精度高。

技术领域

本发明涉及车载导航定位技术领域，特别是涉及一种基于车载惯组与多普勒雷达的组合导航方法及系统。

背景技术

现代战争为了实现快速反应、机动作战，要求指挥车、发射车、装甲车等特殊军用车辆需具备精确、快速的导航定位能力，而且车辆导航系统在战场环境下需具备较高的自主性和较强的抗干扰能力。

基于惯组的惯性导航系统是一种强抗干扰的自主式导航系统，非常适用于军事应用场合。但是，纯惯性导航系统的误差会随时间不断积累，无法完成较长时间的高精度导航定位。目前，在车载导航定位领域内，采用惯性/卫星、惯性/里程计组合导航模式较多。其中，惯性/卫星组合导航精度高、成本低、机动性好，但是卫星导航信号易被干扰或屏蔽，因此该模式的抗干扰能力和独立自主性较差，限制了在军事领域内的应用；惯性/里程计组合导航的自主性强、抗干扰性好、精度高，但是车辆若出现打滑或滑行，将给里程计测量带来较大误差，从而影响系统的导航定位精度。

发明内容

基于此，有必要提供一种抗干扰能力强、独立自主性强、导航定位精度高的车载导航方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于车载惯组与多普勒雷达的组合导航方法，包括：

获取当前时刻的惯组数据和雷达数据；所述惯组数据为由惯组采集到的速度增量和角增量；所述雷达数据为由多普勒雷达采集到的载车的速度；

采用所述角增量和所述雷达数据对载车在当前时刻的姿态和位置进行航位解算，得到第一姿态矩阵和第一位置数据；

采用所述惯组数据对所述载车在当前时刻的姿态、位置和速度进行惯组解算，得到的第二姿态矩阵、第二位置数据和速度数据；

将所述第一姿态数据与所述第二姿态数据做差，得到第一差值，将所述第一位置数据和所述第二位置数据做差，得到第二差值；所述第一姿态数据是依据所述第一姿态矩阵得到的；所述第二姿态数据是依据所述第二姿态矩阵得到的；

依据所述第一差值和所述第二差值，采用卡尔曼滤波算法得到当前时刻的系统误差估计值；

采用当前时刻的系统误差估计值对所述第一姿态矩阵、所述第一位置数据、所述第二姿态矩阵、所述第二位置数据和所述速度数据进行误差校正，得到第一姿态校正数据、第一位置校正数据、第二姿态校正数据、第二位置校正数据和速度校正数据；

将所述第二姿态校正数据、所述第二位置校正数据和所述速度校正数据确定为当前时刻输出的导航数据。

可选的，所述采用所述角增量和所述雷达数据对载车在当前时刻的姿态和位置进行航位解算，得到第一姿态矩阵和第一位置数据，具体包括：

依据所述角增量，采用等效旋转矢量法，得到当前时刻载车的第一姿态矩阵；

依据所述雷达数据和所述第一姿态矩阵对载车在当前时刻的位置进行航位解算，得到第一位置数据。

可选的，所述依据所述角增量，采用等效旋转矢量法，得到当前时刻载车的第一姿态矩阵，具体包括：