[发明专利]车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法及导航方法

说明书

本发明公开了一种车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法，包括在设定范围内虚拟一个差分基站；在目标车辆上安装导航天线；设定惯导终端所在位置为载体坐标系的原点；选定参考点、安装临时天线并得到对应坐标；获取导航天线和临时天线的位置坐标；以临时天线所在位置为原点建立站心坐标系并计算导航天线在站心坐标系中的位置坐标；利用目标车辆的车载组合导航系统获取对应的导航角并得到导航天线在载体坐标系的位置坐标；计算最终的惯导系统的杆臂测量结果。本发明还公开了一种包括所述车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法的导航方法。本发明方法避免了复杂的测量过程和车辆的复杂机动方式，而且测量精确度高，可靠性好，实施简单方便。

技术领域

本发明属于导航技术领域，具体涉及一种车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法及导航方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，车载导航技术已经广泛应用于人们的生产和生活当中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障导航系统的安全、稳定、精确运行，就成为了导航系统的重要研究方向。目前，常用的车载导航为车载组合导航系统；车载组合导航系统包括了多种导航设备和导航方法，并对自身集成的多种导航方法的导航结果进行融合，从而实现精确的车载导航功能。

惯性导航系统一直是车载组合导航系统中的重要组成部分。在车载惯性导航系统中，杆臂指的是惯导安装中心与卫导天线安装中心的偏差；杆臂数据的精确程度，将直接影响到车载惯性导航的精确程度，从而进一步影响到处在组合导航的精确程度。因此，杆臂的测量，一直是惯性导航的重要组成部分。

目前，常用的杆臂测量方法一般有两种：直接测量和估算测量。直接测量，就是采用卷尺直接量取的方式进行杆臂的测量；但是直接测量的方式与惯导终端（IMU终端）的安装位置和gnss天线的安装位置直接相关，一旦安装位置不合适，惯导终端的安装位置与gnss天线安装位置之间有较多障碍物（车座等）时，此时的测量结果将非常不准确。估算测量的方式，则是通过建立若干误差矩阵、状态方程和量测方程，并基于车辆的多类型运动和Kalman滤波器，从理论上估计出杆臂值；这种方式虽然理论上能够得到杆臂的精确值，但是在实际应用中，杆臂测量的精度受限于惯导的精度（MEMS惯导几乎不可用），且需要配合复杂的车辆方式（8字型轨迹机动或者反复绕圈机动）才能使Kalman滤波器收敛；这使得估算测量的方式非常复杂，而且精确性往往也不太高。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种精确度高、可靠性好且实施简单方便的车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法。

本发明的目的之二在于提供一种包括了所述车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法的导航方法。

本发明提供的这种车载组合导航系统中惯导系统的杆臂测量方法，包括如下步骤：

S1. 采用已有的网络位置服务，在目标车辆的设定范围内虚拟一个差分基站；

S2. 在目标车辆上安装用于车载组合导航系统的若干个导航天线；

S3. 设定惯导终端所在位置为载体坐标系的原点；选定参考点，并在选定参考点上安装临时天线，同时获取临时天线在载体坐标系中的坐标；

S4. 利用目标车辆的车载组合导航系统获取导航天线和临时天线的位置坐标；

S5. 以临时天线所在位置为原点建立站心坐标系，并根据步骤S4得到的导航天线和临时天线的位置坐标，换算得到导航天线在站心坐标系中的位置坐标；

S6. 利用目标车辆的车载组合导航系统获取对应的导航角，并基于获取的导航角和步骤S5得到的导航天线在站心坐标系中的位置坐标，计算得到导航天线在载体坐标系的位置坐标；

S7. 根据步骤S6得到的导航天线在载体坐标系的位置坐标和临时天线在载体坐标系的位置坐标，计算得到最终的惯导系统的杆臂测量结果。