[发明专利]一种SINS/GNSS深组合自适应导航方法

摘要

本发明公开了一种SINS(捷联惯导系统，Strap‑down Inertial Navigation System)/GNSS(全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System)深组合自适应导航方法。依据卫星信号伪码确定解算通道，在通道中通过自适应滞回控制器进行跟踪环路相干和非相干模式的自适应切换，计算得到伪距误差和伪距率误差，再通过导航滤波器处理各个通道的伪距误差和伪距率误差，得到IMU(Inertial Measurement Unit)的补偿量，代入SINS解算，得到SINS/GNSS深组合自适应导航信息。该方法将相干和非相干的优势进行互补，在弱信号环境下进一步提高SINS/GNSS深组合导航系统的导航精度和鲁棒性。

主权项

1.一种SINS/GNSS深组合自适应导航方法，其特征在于包含如下步骤：步骤一.跟踪环路工作模式初始化，跟踪环路NCO预测与控制信息初值设置为0；步骤二.接收GNSS输出的中频信号，依据中频信号包含的信号伪码选定解算通道，并将中频信号传输至伪码对应解算通道；步骤三.在伪码对应解算通道中，利用自适应滞回控制器进行跟踪环路工作模式的自适应切换，并计算得到伪码对应解算通道的伪距残差和伪距率残差，具体包括以下子步骤：(1)结合跟踪环路数字控制振荡器预测与控制信息，将GNSS输出的中频信号通过混频器进行载波剥离，再通过相关器进行伪码相关和积分清除，得到六路相关器信号；(2)通过窄带宽带功率比的方法，以预设周期计算并输出信号的C/N₀值，并通过自适应滞回控制器对跟踪环路工作模式的自适应切换；(3)估计载波相位残差、载波频率残差和码相位残差，再计算得到伪码对应通道的伪距残差和伪距率残差；步骤四.将伪码对应通道的伪距残差和伪距率残差输入导航滤波器，导航滤波器解算估计得到接收机位置误差、速度误差、时钟偏差和时钟漂移误差，并作为IMU的补偿值；步骤五.IMU先进行误差补偿，再进行SINS解算，实时得到SINS导航信息；步骤六.在各个解算通道中，更新跟踪参数，并计算跟踪环路NCO的预测与控制信息；利用SINS位置信息更新从卫星到接收机的视向量，结合卫星星历估计卫星位置、速度，得到预测码和预测多普勒频率，通过数字控制振荡器得到伪码对应通道中跟踪环路NCO的预测与控制信息；步骤七.重复步骤二～步骤六，实时进行SINS/GNSS深组合自适应导航；所述的利用自适应滞回控制器进行跟踪环路工作模式的自适应切换，切换的条件为：当信号的C/N₀值低于下限阈值时，工作模式切换到非相干模式；当信号的C/N₀值超过上限阈值时，工作模式切换回相干模式。