[发明专利]一种自主可控的多系统高精度导航设备

权利要求书

1.一种自主可控的多系统高精度导航设备，其特征在于：所述导航设备包括电源模块、时钟模块、信道模块、导航解算模块、接口模块，

所述电源模块用于为所述时钟模块、信道模块、通道模块、接口模块供电；

所述时钟模块用于为所述信道模块和通道模块提供时钟基准；

所述信道模块用于分别利用不同信道对GPS信号和北斗信号进行接收、放大，下变频，并将下变频后的中频信号经AD采样后送通道模块进行数字域处理；

导航解算模块用于对GPS信号和北斗信号进行导航解算，进行基于GPS信号和北斗信号的导航定位；

所述接口模块用于与外部进行通讯，

其中，所述导航解算模块分别对GPS信号和BDS信号进行单独解算，并分别基于两种信号解算结果确定相应的轨迹类型；基于所述轨迹类型进行导航定位，

导航解算模块按照下述过程进行导航解算：

以系统采样周期的N倍为基准周期，分别获取M组GPS和BDS的前续采样数据，N为大于等于1的正整数；

对于该M组GPS数据和BDS，分别根据下述公式(1)构建基于时间间隔的方程组：

其中，X_M、Y_M、Z_M分别为M组数据中最近一个数据对应位置的经度、维度以及高度坐标，a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂、……a₅、b₅、c₅为三维轨迹预测参数，x_i、y_i、z_i为第i个数据点对应的解算对应位置点坐标，Δt为取样时间间隔；

对于所述M组GPS数据和BDS数据，分别根据下述公式(2)构建基于时间间隔的第二方程组：

其中，d₁、f₁、g_1、w₁、……d₄、f₄、g_4、w₄、d₅、f₅、g₅为三维轨迹预测参数，

对于新接收到的GPS数据和BDS数据，分别利用各自的解算模型进行初步解算，获得各自的GPS和BDS初步解算数据坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)和(X_MB，Y_MB，Z_MB)；并且将该GPS数据和BDS数据的获取时间与上一个周期的GPS数据和BDS数据的获取时间的时间差Δt代入相应的公式(1)和(2)获得，获得相应的第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)和(X_MBy1，Y_MBy1，Z_MBy1)，以及第二预测坐标值(X_MGy2，Y_MGy2，Z_MGy2)和(X_MBy2，Y_MBy2，Z_MBy2)；

分别计算GPS初步解算坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)与GPS第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)和GPS第二预测坐标值(X_MGy2，Y_MGy2，Z_MGy2)的坐标值的GPS第一方差σ_g1和GPS第二方差σ_g2；

分别计算BDS初步解算坐标(X_MB，Y_MB，Z_MB)与BDS第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)和BDS第二预测坐标值(X_MBy2，Y_MBy2，Z_MBy2)的坐标值的BDS第一和第二方差σ_b1和σ_b2；

计算GPS第一方差σ_g1和GPS第二方差σ_g2的比例关系，判断所述比例关系是否大于第一GPS分类阈值，若大于，判定基于GPS的轨迹类型的为GPS第二轨迹类型，若所述比例关系小于第二GPS分类阈值，则判定基于GPS的轨迹类型的为GPS第一轨迹类型，若所述比例关系位于第一GPS分类阈值和第二GPS分类阈值之间，则将当前GPS的轨迹类型判定为兼容类型；

计算BDS第一、第二方差σ_b1和σ_b2的比例关系，判断所述比例关系是否大于第一BDS分类阈值，若大于，判定基于BDS的轨迹类型的为BDS第二轨迹类型，若所述比例关系小于第二BDS分类阈值，则判定基于BDS的轨迹类型的为BDS第一轨迹类型，若所述比例关系位于第一BDS分类阈值和第二BDS分类阈值之间，则将当前BDS的轨迹类型判定为兼容类型；

若两种轨迹类型均为第一轨迹类型，则基于GPS第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)、BDS第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)以及BDS初步解算坐标(X_MB，Y_MB，Z_MB)和GPS初步解算坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)进行位置确定；若两种轨迹类型均为第二轨迹类型，则基于GPS第二预测坐标值(X_MGy2，Y_MGy2，Z_MGy2)、BDS第二预测坐标值(X_MGy2，Y_MGy2，Z_MGy2)以及BDS初步解算坐标(X_MB，Y_MB，Z_MB)和GPS初步解算坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)进行位置确定；若两种轨迹类型均为兼容型，则基于GPS第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)、BDS第一预测坐标值(X_MGy1，Y_MGy1，Z_MGy1)、GPS第二预测坐标值(X_MGy2，Y_MGy2，Z_MGy2)、BDS第二预测坐标值(X_MGy2，Y_MGy2，Z_MGy2)以及BDS初步解算坐标(X_MB，Y_MB，Z_MB)和GPS初步解算坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)进行位置确定；

若BDS的轨迹类型和GPS轨迹类型不相同，则，基于所提取的M组数据点，分别计算各个点处：基于BDS的轨迹类型预测函数所预测的轨迹点与最终确定的轨迹点的方差之和，计算GPS的轨迹类型预测函数所预测的轨迹点与最终确定的轨迹点的方差之和σ_g3与σ_B3并判断σ_g3与σ_B3之间的关系，若σ_g3/σ_B3≥1则将轨迹类型确定为以BDS轨迹类型为准，基于BDS第一或第二预测坐标值以及BDS初步解算坐标(X_MB，Y_MB，Z_MB)和GPS初步解算坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)进行最终位置确定，否则以GPS轨迹类型为准，基于GPS第一或第二预测坐标值以及BDS初步解算坐标(X_MB，Y_MB，Z_MB)和GPS初步解算坐标(X_MG，Y_MG，Z_MG)进行当前M个位置点的确定。