[发明专利]GPS延迟时间在线补偿方法、装置、电子设备和存储介质

权利要求书

1.一种GPS延迟时间在线补偿方法，用于GPS和IMU的组合导航系统，其特征在于，所述在线补偿方法包括：

采集IMU的状态数据和时间戳以及GPS的状态数据和时间戳；

根据所述IMU的状态数据和时间戳确定GPS理论值，根据所述GPS的状态数据和时间戳确定GPS观测值，由所述GPS观测值和所述GPS理论值的差值得到GPS的残差模型，然后通过对所述残差模型进行滤波处理在线估算出GPS的时间延迟量；

根据所述GPS的时间延迟量补偿所述GPS的时间戳。

2.如权利要求1所述的在线补偿方法，其特征在于，所述IMU的状态数据至少包括如下的至少一项或几项：IMU位移、IMU速度、IMU从世界坐标系到机体坐标系的旋转四元数、IMU加速度计偏差和IMU陀螺仪偏差和GPS时间延迟量；

所述GPS的状态数据至少包括如下的一项或几项：GPS位移和GPS速度。

3.如权利要求1所述的在线补偿方法，其特征在于，所述根据所述IMU的状态数据和时间戳确定GPS理论值，根据所述GPS的状态数据和时间戳确定GPS观测值，由所述GPS观测值和所述GPS理论值的差值得到GPS的残差模型，然后通过对所述残差模型进行滤波处理在线估算出GPS的时间延迟量包括：

建立IMU的状态数据关于时间延迟量的IMU数据模型，并将该IMU数据模型作为GPS理论值；

将采集的GPS的状态数据作为GPS观测值；

求取所述GPS观测值与所述GPS理论值的差值得到残差模型；

利用状态估计滤波框架对所述残差模型进行滤波处理，从而估算出GPS的时间延迟量。

4.如权利要求3所述的在线补偿方法，其特征在于，所述状态估计滤波框架为如下的任一种：误差状态卡尔曼滤波框架、扩展卡尔曼滤波框架、无迹卡尔曼滤波框架、粒子滤波框架或非线性优化框架。

5.如权利要求3所述的在线补偿方法，其特征在于，所述建立IMU的状态数据关于时间延迟量的IMU数据模型，并将该IMU数据模型作为GPS理论值包括：

根据GPS的真实时间戳和读取时间戳以及时间延迟量，建立真实时间戳时采集的IMU速度或IMU位移的数据模型，将上述IMU速度或IMU位移的数据模型作为所述GPS理论值；

所述将采集的GPS的状态数据作为GPS观测值包括：

将所述读取时间戳时的GPS速度或GPS位移作为GPS观测值；

所述求取所述GPS观测值与所述GPS理论值的差值得到残差模型包括：

将所述GPS观测值与所述GPS理论值相减即获得所述残差模型。

6.如权利要求5所述的在线补偿方法，其特征在于，所述利用状态估计滤波框架对所述残差模型进行滤波处理，从而估算出GPS的时间延迟量包括：

对所述残差模型对所述状态数据求偏导，获得速度或位移的所述残差模型对所述IMU状态数据量的雅可比矩阵，其中包含时间延迟量的雅克比矩阵，然后在状态更新周期内利用所述状态估计滤波框架确定出所述时间延迟量。

7.如权利要求1-6任一项所述的在线补偿方法，其特征在于，所述根据所述GPS的时间延迟量补偿所述GPS的时间戳包括：

执行状态更新，并且对所述时间延迟量进行迭代估算，从而得到精确的所述时间延迟量。

8.一种GPS延迟时间在线补偿装置，用于GPS和IMU的组合导航系统，其特征在于，所述在线补偿装置包括：

状态数据采集单元，适于采集IMU的状态数据和时间戳以及GPS的状态数据和时间戳；

延迟时间确定单元，适于根据所述IMU的状态数据和时间戳确定GPS理论值，根据所述GPS的状态数据和时间戳确定GPS观测值，由所述GPS观测值和所述GPS理论值的差值得到GPS的残差模型，然后通过对所述残差模型进行滤波处理在线估算出GPS的时间延迟量；

延迟时间补偿单元，适于根据所述GPS的时间延迟量补偿所述GPS的时间戳。