[发明专利]一种基于MEMS/GPS组合系统的信息条件匹配滤波估计方法

摘要

本发明公开了一种基于MEMS/GPS组合系统的信息条件匹配滤波估计方法，该方法基于MEMS惯性仪表和GPS信号接收等信息建立组合导航物理模型，对系统的传感器输入信息进行实时分析，设计了信息组合判据，对输入信息进行条件筛选和条件匹配，在信息满足组合判据的条件下进行滤波解算，最终获得运动载体准确的速度、姿态和位置信息。

主权项

1.一种基于MEMS/GPS组合系统的信息条件匹配滤波估计方法，其特征在于步骤如下：(1)将MEMS/GPS组合系统安装在载体上，在载体运动过程中，MEMS惯性仪表实时测量载体坐标系下运动载体的三轴加速度以及三轴角速度值，同时获得GPS测量的在地理坐标系下运动载体的三轴速度和位置信息；(2)对步骤(1)中所述MEMS惯性仪表测量得到的载体坐标系下的运动载体三轴加速度以及三轴角速度值进行条件筛选匹配，剔除测量野值和无效值，满足筛选条件情况下进行捷联导航解算；(3)对步骤(1)中所述GPS测量得到的地理坐标系下运动载体的三轴速度和位置信息进行条件筛选匹配，满足筛选条件的情况下表示GPS测量得到的运动载体的三轴速度和位置信息有效，进入步骤(4)，否则表示无效，直接进行捷联导航解算；(4)根据所述载体的运动状态确定进行捷联导航解算或者组合导航解算，进行捷联导航解算时，得到载体的导航信息，该导航信息包括速度信息、位置信息和姿态信息；进行组合导航解算时，得到载体的速度误差、位置误差、姿态误差和MEMS惯性仪表误差；所述载体的运动状态包括加减速状态、转弯状态和低速运行状态；所述根据所述载体的运动状态确定进行捷联导航解算或者组合导航解算具体为：(4.1)判断载体是否处于加减速状态，如果处于加速或者减速状态，则进行捷联导航解算，否则进入步骤(4.2)；通过载体的前向加速度来判断载体的加减速状态：|Acc_y|≥1m/s^2；(4.2)判断载体是否处于转弯状态，如果处于转弯状态，则进行捷联导航解算，否则进入步骤(4.3)；用天向的陀螺来进行弯道检测，|Gyro_z|≥20°/s；(4.3)判断载体是否处于低速运行状态，如果处于低速运行状态，则进行捷联导航解算，否则进行组合导航解算；所述低速运行状态是指载体满足东、北、天三个方向速度的合 速度不大于10m/s；(5)根据步骤(4)通过组合导航解算得到载体的速度误差、位置误差、姿态误差和MEMS惯性仪表误差，分别设置速度误差修正量、位置误差修正量、姿态误差修正量以及仪表误差修正量，对所述MEMS/GPS组合系统进行误差校正，最终获得准确的导航信息，完成基于MEMS/GPS组合系统的信息条件匹配滤波估计。