[发明专利]基于BDS-3/磁力计的多频双天线车载测姿方法和设备

说明书

本申请涉及一种基于BDS‑3/磁力计的多频双天线车载测姿方法和设备。该方法包括：基于噪声最小与电离层误差最小准则，先利用BDS‑3多频观测值特性进行周跳探测与修复，提高了周跳探测与修复的效率；本发明利用磁力计测量航向角，构成约束方程，实现高精度、髙可靠性，高抗差性车载平台姿态测量；基于抗差卡尔曼滤波模型采用多频相对定位技术确定车载平台行驶姿态，通过构建抗差自适应滤波算法，提高了姿态测量的准确性。

技术领域

本申请涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种基于BDS-3/磁力计的多频双天线车载测姿方法和设备。

背景技术

随着卫星导航及相关技术的进步，导航卫星系统的应用日益广泛，其经济效益越来越明显，军事和民用上的作用也更为突出。基于北斗系统的姿态测量是导航定位的重要方法之一，随着北斗系统的不断优化，其定位功能也得到了不断发展，而姿态作为运动载体的重要状态信息，反映的是运动载体相对于当地水平坐标系的角位置，也是导航技术不断精准完善的重要保证。

双天线测姿的实现，是通过基线向量结算，利用天线的坐标值来进行姿态测量，伴随着北斗3多频系统的发展，拥有了较双频系统更高的精度，提高了周跳探测与修复的效率，也为姿态测量的进一步优化提供了条件。然而在利用北斗3多频系统进行双天线姿态测量时，实际观测过程中难以避免会出现周跳现象，从而给测量值带来偏差，如何得到更优化的测量值是需要解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于BDS-3/磁力计的多频双天线车载测姿方法和设备。

第一方面，提供一种基于BDS-3/磁力计的多频双天线车载测姿方法，该方法包括：

基于噪声和电离层误差，利用BDS-3多频观测值提高周跳探测与修复的效率；

利用磁力计测量车载平台航向角，基于航向角与基线之间的数学模型构造约束方程；

基于多频观测值残差分布规律与动力学模型，构建自适应因子与抗差因子，建立适用于BDS-3/磁力计的多频双天线测姿的自适应抗差卡尔曼滤波模型。

在其中一个实施例中，上述基于噪声最小与电离层误差最小准则，利用BDS-3多频观测值提高周跳探测与修复的效率，包括：

基于噪声最小与电离层误差最小准则，实现BDS-3多频观测值高精度的周跳探测与修复。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

利用BDS-3多频相对定位技术，获取双天线基线向量ENU，求得天线2以天线1为原点在当地水平坐标系下的坐标。

在其中一个实施例中，上述利用磁力计测量车载平台航向角，基于航向角与基线之间的数学模型构造约束方程，包括：

通过磁力计测量目标车辆行驶过程中的航向角；

根据测量值和天线2的坐标信息，构建约束方程；

基于约束方程，利用卡尔曼滤波算法，高精度求解基线向量。

在其中一个实施例中，上述基于多频观测值残差分布规律与动力学模型，构建自适应因子与抗差因子，建立适用于BDS-3/磁力计的多频双天线测姿的自适应抗差卡尔曼滤波模型，包括：

基于多频观测值残差分布规律与动力学模型，构建自适应因子与抗差因子；

根据自适应因子与抗差因子，结合卡尔曼滤波理论，构建抗差自适应滤波算法，对坐标值进行优化，得到优化后的坐标值。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

根据基线向量和优化后的坐标值，确定目标车辆的姿态信息；姿态信息包括航向角和俯仰角。