[发明专利]一种基于GPS的仿真航迹推算传感器方法

说明书

本发明涉及一种基于GPS的仿真航迹推算传感器方法，根据GPS提供的测量仿真实现航迹推算传感器，其特征在于在GPS信号不能覆盖的区域利用GPS采集的历史数据估计线速度和角速度。

技术领域

本发明涉及一种基于GPS的仿真航迹推算传感器方法，根据GPS提供的测量仿真实现航迹推算传感器，其特征在于在GPS信号不能覆盖的区域利用GPS采集的历史数据估计线速度和角速度。

背景技术

GPS提供基于通行卫星的精确导航和定位信息，广泛应用于汽车、飞机、船舶、手机等设备，在智能交通、智慧城市、机器人导航等领域被广泛使用。

航迹推算是根据本体的运行线速度和角速度来估计本体自身位姿的过程，通常利用编码器和陀螺仪等传感器来测量线速度和角速度。当没有这类传感器时，如何利用GPS信息来仿真实现编码器和陀螺仪等航迹推算传感器的功能，具有非常重要的实际价值。

在现有技术中，李昇智等人提出了一种基于GPS 轨迹数据的混合多步Markov 位置预测方法（参见，李昇智，乔建忠，林树宽，杨迪；《基于GPS 轨迹数据的混合多步Markov位置预测》，东北大学学报（自然科学版），2017年第12期1686-1690页）。该方法提出了基于混合多步Markov模型的位置预测方法，在将原始GPS 轨迹转化为区域轨迹的基础上，对各多步模型进行融合，利用Adaboost算法确定多步模型影响系数。

其不足在于没有利用GPS测量提供的精度信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种基于GPS的仿真航迹推算传感器方法，根据GPS提供的测量仿真实现航迹推算传感器，其特征在于利用了GPS测量精度信息，在GPS信号不能覆盖的区域利用GPS采集的历史数据估计线速度和角速度。

其具体技术方案包括以下步骤：

输入：GPS测量数据, , ，，N；

其中, 表示t时刻的纬度（单位为弧度）,表示t时刻的经度（单位为弧度），表示t时刻的GPS测量精度（误差范围半径，单位为米）,表示t时刻的时间（单位为秒），为设定的精度阈值，默认值为60m，N为设定的循环次数；

输出：，，其中表示t时刻的线速度(m/s)，表示t时刻的偏航率(rad/s)；

步骤1：r=6371，，分别设置为GPS最初时刻测量的纬度和经度，t=0，，；

步骤2：t=t+1;

步骤3：获取时间步t的纬度，经度，精度和时间；

步骤4：如果小于，为设定的精度阈值，缺省值为60m，转步骤；否者转步骤5；

步骤5：；

步骤6：；

步骤7：

步骤8：；

步骤9: ；

步骤10：,其中，；

步骤11：；

步骤12：如果，则，如果，则；

步骤13：；

步骤14：如果tN，转步骤2；如果t=N，结束。