[发明专利]基于GNSS/MEMS惯性组合芯片的组网硬件时间基准建立方法

权利要求书

1.一种基于GNSS/MEMS惯性组合芯片的组网硬件时间基准建立方法，其特征在于：

同一晶振时钟驱动射频、GNSS基带以及MEMS传感器高频采样；

将时钟误差加入组合导航滤波器来估计时钟误差并修正；

在有星时形成时钟的绝对时间，在无星或存在干扰下进行时钟估计的精度外推获取时间基准；

通过此时间基准的芯片对各个导航终端在同一时间基准下进行组网。

2.根据权利要求1所述的基于GNSS/MEMS惯性组合芯片的组网硬件时间基准建立方法，其特征在于使用同一晶振做为组合芯片中GNSS单元和MEMS单元的共同时钟基准，具体为：

该晶振频率的倍频逻辑产生将GNSS射频信号将为中频信号的基准频率，依据分频逻辑产生GNSS基带处理的频率基准NCO；分频逻辑同时产生MEMS惯性运动测量量的采样基准，其时序同步同样依托经补偿的时钟。

3.根据权利要求1所述的基于GNSS/MEMS惯性组合芯片的组网硬件时间基准建立方法，其特征在于建立GNSS/MEMS组合滤波器，时钟误差为待估计状态：

组合滤波算法选用待估计误差作为状态，可构建如下GNSS/IMU组合的状态方程。

X_k+1＝Φ_k+1/kX_k+w_k (1)

其中，

X＝[δP_n δP_e δP_d δV_n δV_e δV_d δA_r δA_p δA_hab_x ab_y ab_z gb_x gb_y gb_z C_b C_d]^T (2)

X表示待估计的17维误差状态向量；

[δP_n δP_e δP_d]^T表示三维位置误差，北东地方向；

[δV_n δV_e δV_d]^T表示三维速度误差，北东地方向；

[δA_r δA_p δA_h]^T表示横滚、俯仰、航向组成的三维姿态误差；

[ab_x ab_y ab_z]^T表示沿机体坐标系上的三轴加速度计的零偏，假设为一阶高斯马尔可夫模型；

[gb_x gb_y gb_z]^T表示沿机体坐标系上的三轴陀螺的零偏，假设为一阶高斯马尔可夫模型；

w_k为k时刻的白噪声驱动下的系统响应，零均值高斯分布假设；

[C_b C_d]^T表示接收机的钟差与钟漂，随机常数模型假设；

Φ_k+1/k为惯导从k时刻到k+1时刻状态转移矩阵，其由惯导基本方程在估计真值点的泰勒级数展开得到；

组合滤波器的观测方程可由如下公式描述

Z_k+1＝H_k+1X_k+1+n_k+1 (3)

其中

Z_k+1是噪声为n_k+1的观测值，噪声假设为高斯分布；H_k+1为连接观测值与估计状态的设计矩阵。