[发明专利]GPS/INS组合导航方法、装置、存储介质与电子设备

说明书

本公开提供了一种GPS/INS组合导航方法、装置、存储介质与电子设备，涉及导航与测绘技术领域。该方法包括：利用GPS系统获取载体的第一类位置和第一类速度，利用INS系统获取载体的第二类位置和第二类速度；基于第一类位置和第二类位置的差值，以及第一类速度和第二类速度的差值，进行卡尔曼滤波，得到载体的状态特征；通过该状态特征确定GPS系统和INS系统之间的时间同步误差，根据时间同步误差对第一类位置和第一类速度进行补偿，或者对第二类位置和第二类速度进行补偿；对补偿后的第一类位置、第一类速度、第二类位置和第二类速度进行融合，以对载体进行导航。本公开可以降低时间异步对组合导航系统的影响，提高导航精度，并且对硬件资源的要求较低。

技术领域

本公开涉及导航与测绘技术领域，尤其涉及一种GPS/INS组合导航方法、GPS/INS组合导航装置、计算机可读存储介质与电子设备。

背景技术

目前，在以手机导航为代表的导航应用中，大多采用多个系统组合导航的方式，如常用的GPS系统(Global Positioning System，全球定位系统)和INS系统(InertialNavigation System，惯性导航系统)组合导航，可以融合GPS传感器和IMU(InertialMeasurement Unit，惯性测量单元)传感器的各自优势，克服单一系统的缺陷。

GPS系统和INS系统之间通常存在由于量测异步所造成的时间同步误差，导致不同系统的导航信息融合时产生数据滞后的问题，对于导航精度有较大影响。现有技术在解决时间异步问题时，主要是将高采样率系统的输出存储下来，当低采样率系统有测量输出时，从存储器中插值找出其对应的高采样率系统基于相同有效时间的测量输出，两者之差构成同步测量信息，可以计算时间同步误差。

然而，上述方法对于硬件方面的要求较高，在硬件资源不足的情况下难以适用。因此，有必要提出一种GPS/INS组合导航方法，更加有效地解决现有技术中所存在的时间异步问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供了一种GPS/INS组合导航方法、GPS/INS组合导航装置、计算机可读存储介质与电子设备，进而至少在一定程度上改善现有技术中存在的时间异步问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种GPS/INS组合导航方法，包括：利用GPS系统获取载体的第一类位置和第一类速度，利用INS系统获取所述载体的第二类位置和第二类速度；基于所述第一类位置和所述第二类位置的差值，以及所述第一类速度和所述第二类速度的差值，进行卡尔曼滤波，得到所述载体的状态特征；通过所述状态特征确定所述GPS系统和所述INS系统之间的时间同步误差，根据所述时间同步误差对所述第一类位置和所述第一类速度进行补偿，或者对所述第二类位置和所述第二类速度进行补偿；对补偿后的所述第一类位置、所述第一类速度、所述第二类位置和所述第二类速度进行融合，以对所述载体进行导航。

可选的，所述利用GPS系统获取载体的第一类位置和第一类速度，包括：利用GPS系统测量所述载体的位置观测序列和速度观测序列；根据所述位置观测序列确定位置状态序列，根据所述速度观测序列确定速度状态序列；基于所述位置观测序列和所述位置状态序列进行卡尔曼滤波，输出所述载体的第一类位置，基于所述速度观测序列和所述速度状态序列进行卡尔曼滤波，输出所述载体的第一类速度。

可选的，所述利用INS系统获取所述载体的第二类位置和第二类速度，包括：获取所述载体的初始位置和初始速度；基于所述载体的初始位置和初始速度，利用INS系统获取所述载体的惯性导航方程；通过所述惯性导航方程确定所述载体的第二类位置和第二类速度。