[发明专利]一种弹载惯性/卫星紧组合导航方法

摘要

本发明公开了一种弹载惯性/卫星紧组合导航方法。该方法利用GNSS输出的伪距、伪距率信息与惯导解算相对卫星的伪距、伪距率差为量测量，进行滤波并根据滤波结果对当前系统校正，主要包含如下步骤SINS初始化；SINS导航解算；卫星的高度角，方位角解算；导航卫星选择；导航星的伪距测量误差补偿；载体相对每颗导航星的伪距、伪距率解算；系统状态判别与导航策略的选择；系统状态方程的构建，系统量测方程的构建；进行滤波解算，并根据滤波结果，对由通讯延时引起的滞后误差，通过基于状态转移的误差补偿方法对系统校正。本发明方法可实现基于惯性/卫星的伪距、伪距率无缝组合导航，提高了导航精度和对复杂环境的适应性，应用前景广阔。

主权项

一种弹载惯性/卫星紧组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，SINS初始对准，初始化速度、位置；步骤2，导航计算机分别接收GNSS数据和SINS数据；步骤3，导航计算机进行SINS导航解算，得到载体的速度、位置、姿态信息；导航计算机判断GNSS是否发送完所有通道信息，若发送完则计算与各通道对应的卫星高度角、方位角信息；步骤4，判断可见卫星个数，若可见卫星大于4颗，则通过分布式最佳精度因子选星法选出4颗可见卫星作为导航星；若可见卫星少于4颗，则将所有可见卫星选为导航星；步骤5，对导航卫星的伪距测量误差进行补偿；根据导航卫星的速度、位置信息，以及SINS的速度、位置信息，确定载体相对每颗导航卫星的伪距、伪距率信息；步骤6，对组合导航的系统状态进行判别，并根据GNSS、IMU的工作状态选择匹配的导航策略，构建系统状态方程，并根据可见卫星的个数构建系统量测方程；步骤7，根据系统状态方程和系统量测方程，采用卡尔曼滤波信息融合法进行滤波，并根据滤波结果，对由通讯延时引起的滞后误差，通过基于状态转移的误差补偿方法对系统进行校正得到最终的导航结果，具体如下：(7.1)设GNSS接收机秒脉冲时刻为tk，GNSS数据传输完毕时刻为tk+td，td为GNSS通讯延时；(7.2)利用秒脉冲时刻SINS和GNSS输出进行组合卡尔曼滤波，求取tk时刻导航状态误差量的最优估计(7.3)采用GNSS传输完毕时刻的SINS解算输出求取连续系统下的状态转移矩阵F(tk+td)，采用直接法求取tk至tk+td时刻的系统状态误差转移矩阵Φtk+td|tk=I+Σm=1∞[F·t]mm!]]>其中，I为单位阵；(7.4)利用系统状态误差转移矩阵的性质，将tk时刻导航状态误差量的最优估计递推至当前时刻，并进行反馈修正，得tk+td时刻导航状态误差量的最优估计Xtk+td=Φtk+td|tk·Xtk.]]>