[发明专利]一种提高INS误差精度的方法

权利要求书

1.一种提高INS误差精度的方法，其特征在于，通过改进的自适应滤波算法估计最优的速度、位置，具体包括如下步骤：

步骤1：获取INS的误差状态变量组成的15维误差向量，作为系统的状态向量；

步骤2：获取INS与GNSS的位置、速度，并将INS与GNSS输出的位置、速度差值作为建立松组合导航系统的量测方程；

步骤3：利用改进的自适应滤波算法估计最优的速度、位置；具体为利用INS与GNSS观测值和预测值计算协方差估计值和协方差理论值，将其作差后的绝对值作为观测依据，若观测值异常则剔除k时刻的观测值，若无异常，则代入合适自适应因子调节观测值与预测值的权重，从而获取INS速度、位置的最优估计值。

2.根据权利要求1所述的一种提高INS误差精度的方法，其特征在于，所述步骤1中获取INS的误差状态变量组成的15维误差向量的方法包括：

式中：F(t)为状态转移矩阵，X(t)为系统状态向量，G(t)为系统噪声矩阵，W(t)为系统噪声向量，系统状态向量X(t)表示为：

式中，φ_E，φ_N，φ_U，δv_E，δv_N，δv_U，δλ，δh分别表示为INS的姿态误差、速度误差和位置误差，ε_bx，ε_by，ε_bz为陀螺仪偏差，为加速度计偏差；

系统状态转移矩阵F(t)表示为：

式中，F_w(9×9)表示INS的姿态误差、速度误差和位置误差的状态转移矩阵，F_s(9×6)表示为惯性导航参数和惯性元器件之间的转换矩阵；

系统的噪声分配矩阵为：

系统的噪声向量表示为：

W(t)＝[ω_gx，ω_gy，ω_gz，ω_ax，ω_ay，ω_ax]^T

式中，ω_gx，ω_gy，ω_gz和ω_ax，ω_ay，ω_az分别表示为陀螺仪和加速度计的随机游走误差。

3.根据权利要求1所述的一种提高INS误差精度的方法，其特征在于，所述步骤2中具体包括如下步骤：

基于INS和GNSS输出的三向速度和位置信息的差值建立松组合导航系统的量测方程：

将INS解算速度和GNSS输出速度作差可得组合导航系统的速度量测方程，具体表示为：

将INS解算位置和GNSS输出位置作差可得组合导航系统的位置量测方程，具体表示为：

量测矩阵H(t)和量测噪声向量V(t)分别为：

4.根据权利要求3所述的一种提高INS误差精度的方法，其特征在于，所述步骤2中获取GNSS位置的方法包括：

采用GNSS RTK载波相位差分定位方法，将流动站GNSS接收机输出的模糊定位解GGA注入千寻SDK，进而从基准站获取RTCM载波相位观测值，同时利用回调的方式，再次将RTCM写入GNSS模组，将误差较大的模糊定位解提升为厘米级的高精度定位解。