[发明专利]GNSS/INS超紧组合导航装置及相对导航系统

摘要

本发明公开了一种GNSS/INS超紧组合导航装置及相对导航系统。GNSS/INS超紧组合导航装置在传统GNSS/INS超紧组合导航装置的基础上，采用分布式滤波结构先利用从滤波器对每个卫星通道I，Q信号进行预处理，再将处理后的信息发送至组合滤波器；同时，将GNSS/INS超紧组合导航装置应用到相对导航系统中，通过接收载体自身的导航状态、惯性测量，同时接收其它载体导航信息及载波相位，利用双差载波相位和惯性测量，采用最优卡尔曼滤波器进行递推滤波解算，估计多载体中每两个载体之间的最优相对位置与相对速度。

主权项

一种GNSS/INS超紧组合导航装置，其特征在于，该装置基于分布式滤波结构来实现，包括GNSS射频前端、惯性测量单元、跟踪捕获环路单元和组合滤波器；组合滤波器分别与惯性测量单元、跟踪捕获环路单元相连，跟踪捕获环路单元还与GNSS射频前端相连；其中，跟踪捕获环路单元包括若干个可见卫星通道，每个可见卫星通道对应一个积分处理单元和从滤波器；GNSS射频前端接收并处理卫星信号数据后将数据发送至跟踪捕获环路单元，跟踪捕获环路单元中各可见卫星通道的I、Q信号经过对应的积分处理单元处理后发送至对应的从滤波器进行预处理得到从滤波器的状态向量；组合滤波器接收惯性测量单元的测量信息和从滤波器的状态向量，利用接收到的信息估计出载体状态信息和载波相位并生成环路控制指令对跟踪捕获环路单元进行控制，其中所述载体状态信息包括位置、速度和姿态，从滤波器处理当前、超前和滞后的I，Q信号；从滤波器的状态向量Xi＝[δwi δφi δti Mi]T，其中δwi为载波频率估计误差，δφi是载波相位估计误差，δti为码相位估计误差，Mi为信号的载波幅度，i为从滤波器对应的可见卫星通道数，i＝1,2,...N,N为可见卫星通道数，[]T表示矩阵转置；从滤波器中观测量Zi为积分周期T内当前I，Q信号值、超前I，Q信号值和滞后I，Q信号值，表示为：Zi=Σk=T0T0+TIΣk=T0T0+TQΣk=T0T0+T[I(ϵ2)-I(-ϵ2)]Σk=T0T0+T[Q(ϵ2)-Q(-ϵ2)]]]>其中，T0为积分周期的起始时刻，ε是接收机产生伪随机码的超前与滞后量之间的时间偏移。