[发明专利]一种MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法、装置、存储介质及设备有效

专利信息
申请号: 202210136906.0 申请日: 2022-02-15
公开(公告)号: CN114485650B 公开(公告)日: 2023-09-19
发明(设计)人: 刘卫;牟明会;胡媛;谢宗轩;王胜正 申请(专利权)人: 上海海事大学
主分类号: G01C21/16 分类号: G01C21/16;G01C21/20;G01S19/47
代理公司: 上海互顺专利代理事务所(普通合伙) 31332 代理人: 成秋丽
地址: 201306 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 mems ins 辅助 gnss 矢量 环路 跟踪 方法 装置 存储 介质 设备
【权利要求书】:

1.一种MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法,其特征在于,包括:

获取卫星信号降频量化后的数字中频信号;

数字中频信号与载波振荡器产生的信号进行混频得到接收码,所述接收码与码发生器产生的本地复制码进行相关,经积分、清除后得到六个相干积分结果;

获取伪距误差及伪距率误差,送入全球导航卫星系统的导航滤波器计算出卫星导航接收机的当前时刻粗略位置、速度信息;

判断载噪比是否满足预设条件;

在所述载噪比不满足预设条件的情况下,利用容积卡尔曼滤波算法进行微型惯性导航系统与全球导航卫星系统的组合导航,结合当前时刻粗略位置、速度信息得到卫星导航接收机的当前时刻精确位置、速度信息,包括:

所述利用容积卡尔曼滤波算法进行微型惯性导航系统与全球导航卫星系统的组合导航,结合当前时刻粗略位置、速度信息得到卫星导航接收机的当前时刻精确位置、速度信息,包括:

定义组合导航状态量,包括姿态误差、速度误差、位置误差、陀螺零偏常值漂移、MEMS-INS和GNSS的杆臂位置误差、加速度计随机常值漂移和时间不同步误差,CKF滤波器状态初值设为零矩阵;

计算一步预测状态值的均值及方差;

分解一步预测状态值的方差,重新更新容积点;

计算一步预测量测值的均值;

预测量测值的方差,以及状态值和一步预测量测值的协方差;

计算容积卡尔曼增益、目标状态的后验均值及后验方差;

其中,目标状态的后验均值基于当前时刻粗略位置、速度信息计算得到;

计算当前时刻的伪距;

计算当前时刻的码频率,反馈到码振荡器,以使码发生器以产生本地复制码,实现矢量环路跟踪。

2.根据权利要求1所述的MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法,其特征在于,所述数字中频信号与载波振荡器产生的信号进行混频得到接收码,包括:

载波振荡器产生的同相载波信号、反相载波信号分别与所述数字中频信号混频得到接收码,其中,所述反相载波信号经90°反相后再与所述数字中频信号混频。

3.根据权利要求1所述的MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法,其特征在于,所述获取伪距误差及伪距率误差,包括:

码环鉴别器鉴别k时刻接收码和本地复制码之间的码相位差,所述码相位差经线性转换得到伪距误差;

利用载波环鉴别器预测k+1时刻的载波频率,k+1时刻的载波频率与k时刻的载波频率差值经线性变化得到伪距率误差。

4.根据权利要求1所述的MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法,其特征在于,在所述计算当前时刻的码频率,反馈到码振荡器,以使码发生器以产生本地复制码之后,返回所述数字中频信号与载波振荡器产生的信号进行混频得到接收码,所述接收码与码发生器产生的本地复制码进行相关,经积分、清除后得到六个相干积分结果的步骤。

5.根据权利要求1所述的MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法,其特征在于,还包括:

在所述载噪比满足预设条件的情况下,直接执行所述计算当前时刻的伪距及所述计算当前时刻的码频率,反馈到码振荡器,以使码发生器以产生本地复制码,实现矢量环路跟踪的步骤。

6.根据权利要求1所述的MEMS-INS辅助GNSS矢量环路跟踪方法,其特征在于,

在所述载噪比满足预设条件的情况下,结合卫星导航接收机的当前时刻粗略位置、速度信息计算当前时刻的伪距;

在所述载噪比不满足预设条件的情况下,结合卫星导航接收机的当前时刻精确位置、速度信息计算当前时刻的伪距。

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