[发明专利]MIMU/CSAC/高度计辅助卫星接收机的定位方法

说明书

本发明公开了一种MIMU/CSAC/高度计辅助卫星接收机定位方法。该方法为：选用CPT芯片原子钟作为接收机的本地时钟来源，同时GNSS导航模块输出1PPS信号对芯片钟进行驯服；构建组合导航系统的状态方程、量测方程，并同步系统时间；当搜星数小于4颗时，利用CSAC对钟差进行预测，建立钟差模型预测钟差信息，实现接收机三星定位，并利用MIMU、CSAC辅助GNSS模块的捕获和跟踪；利用气压高度计初始化校正方法，将校正后测量的高度作为约束条件构造观测方程，对两个卫星进行伪距测量来实现定位解算。本发明缩短了卫星重定位时间，提高了导航定位和授时精度，改善了接收机在遮挡环境下高程的定位精度和空间精度因子PDOP值，提高了接收机的连续性。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是一种MIMU/CSAC/高度计辅助卫星接收机的定位方法。

背景技术

卫星导航是一种无线电导航，以卫星为参照物，导航卫星广播无线电信号，用户接收机收到卫星信号，便能解算获得用户当前的位置、速度、时间等信息。卫星导航能够提供全天候实时的定位导航授时服务，其广泛应用于智能交通、航空、航天等领域。

但在城市峡谷等遮挡环境下，卫星导航系统无法连续进行定位解算，但是卫星导航定位的误差不会随时间累积；惯性测量单元具有良好的自主性，不需要依靠外界信息就可自主定位，隐蔽性很强，但是导航误差随时间发散，无法提供长时间高精度的导航服务。目前大部分组合导航系统是将MIMU与GNSS进行松组合或紧组合，但在松组合和紧组合中，并没有改善GNSS接收机的性能，在高动态或弱信号等恶劣环境中，接收机跟踪环路不能对卫星信号进行稳定跟踪，无法输出有效定位信息，松组合和紧组合都无法工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MIMU/CSAC/高度计辅助卫星接收机定位方法，从而提高导航系统的定位精度和稳定性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种MIMU/CSAC/高度计辅助卫星接收机的定位方法，包括以下步骤：

步骤1、选用10MHz的CPT芯片原子钟作为接收机的本地时钟来源，同时GNSS导航模块输出1PPS信号对芯片钟进行驯服；

步骤2、根据系统里GNSS导航模块和惯性导航系统里的相关误差，以及芯片原子钟对导航系统的影响，选择采用分布式组合导航模型，构建组合导航系统的状态方程、量测方程，并同步系统时间；

步骤3、当搜星数小于4颗时利用CSAC对钟差进行预测，把一段设定时间内的钟差信息作为历史数据，根据这些钟差信息建立钟差模型，通过模型预测后面一段设定时间内的钟差信息，实现接收机三星定位，并利用MIMU、CSAC辅助GNSS模块的捕获和跟踪；

步骤4、利用气压高度计初始化校正方法，将校正后测量的高度作为约束条件构造观测方程，对两个卫星进行伪距测量来实现定位解算。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)将GNSS、微信惯性测量单元和CSAC的三者的信息进行融合形成定位导航授时微系统，防止导航定位误差随时间积累而增大，提高了系统的可靠性和抗干扰能力；(2)利用CSAC和微信惯性测量单元提供的辅助信息，让接收机在卫星信号受遮蔽的情况下仍然可以短暂定位，并提高了接收机的定位速度；(3)通过加入高精度的原子钟对钟差进行长时间、高精度的预测有效提高了定位精度；(4)对双模接收机系统的钟差建立预测模型，让高度计和原子钟一起辅助接收机，可以让接收机在仅跟踪两颗可见卫星的情况下，进行短时间内的定位解算。

附图说明

图1是本发明中射频模块配置流程图。

图2是本发明中深组合系统工作原理图。

图3是本发明中深组合导航系统各模块功能图。

图4是本发明中数据同步结构图。