一种高精度的组合导航定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106370181A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610763639.4(22)申请日2016.08.30(71)申请人北斗时空信息技术（北京）有限公司地址102300北京市门头沟区莲石湖西路，98号院7号楼501申请人张国川(72)发明人张国川(74)专利代理机构北京中海智圣知识产权代理有限公司11282代理人杨树芬(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)G01C21/20(2006.01)G01S19/48(2010.01)G01S19/49(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高精度的组合导航定位方法(57)摘要本发明公开了一种高精度的组合导航定位方法,包括以下步骤：(1)全球卫星导航系统定位；在有卫星信号的区域，直接获取卫星定位信息；(2)惯性定位；在无卫星信号的地方，通过惯导定位，获取陀螺及加速度计的实时的输出值，通过姿态解算、误差补偿来实现定位；(3)计步定位；通过磁传感器计算行走的步数，在通过计算步长来实现定位；(4)用Kalman滤波方法对惯性定位、计步定位进行校正以实现精确定位；本发明的优点是把卫星定位方法、惯性导航定位方法以及计步定位方法相结合并通过Kalman滤波方法进行滤波处理并且辅以计步定位在Kalman滤波方法下进行滤波校正，定位更加精确，还能实现无卫星信号区域的定位导航功能，实现了无盲区精确定位。CN106370181ACN106370181A权利要求书1/1页1.一种高精度的组合导航定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)全球卫星导航系统定位；在有卫星信号的区域，直接获取卫星定位信息；(2)惯性定位；在无卫星信号的地方，通过惯导定位，获取陀螺及加速度计的实时的输出值，通过姿态解算、误差补偿来实现定位；(3)计步定位；通过磁传感器计算行走的步数，在通过计算步长来实现定位；(4)用Kalman滤波方法对惯性定位、计步定位进行校正以实现精确定位。2.根据权利要求1所述的高精度的组合导航定位方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用磁传感器来提高定位精度。3.根据权利要求1所述的高精度的组合导航定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中Kalman滤波校正方程如下所示：X＝X+K[Z-HX](1)其中，X为状态向量，K是方差系数，Z观测值，H是观测系数；滤波增益求取方程为：K＝P*H[H*P*H′+R](2)其中，P是状态的协方差矩阵，R是观测噪声,H′是观测系数的导数。4.根据权利要求1所述的高精度的组合导航定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中方差预测方程为：P＝Φ*P*Φ′+Γ*Q*Γ′(3)其中，Φ为状态转移矩阵，Γ为噪声系数，Φ′为状态转移矩阵的导数，Γ′为噪声系数的导数；Q为噪声系数协方差矩阵。5.根据权利要求1所述的高精度的组合导航定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中当前估计方差方程为：P＝[I-K*H]*P[I-K*H]′+K*R*K′(4)其中，I为单位矩阵；K是方差系数，[I-K*H]′为[I-K*H]的导数，这里等式左边P是随右边P的变化而时刻变化的。6.根据权利要求1所述的高精度的组合导航定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中误差状态向量为其中，θ为角度偏差，δV为速度偏差，δS为位移偏差。2CN106370181A说明书1/4页一种高精度的组合导航定位方法技术领域[0001]本发明涉及一种高精度的组合导航定位方法,属于自动控制技术领域。背景技术[0002]目前，随着旅游业的发展，野外探险已经为越来越多的人所热爱，个人定位导航设备也应运而生。目前个人导航设备以卫星导航为主，在能接受到卫星信号的地方可以实现定位，但是在无法接收到卫星信号的区域，如隧道、涵洞等，就无法实现定位。惯性导航可以实现无卫星信号区域的定位导航，但是单独的惯性导航又无法满足精度的要求。例如，申请号为CN201410561007.0的专利公开了基于矩形区域的公交车辆点所属道路的快速定位法，是将城市公交车辆快速定位到路段的方法，特点是：首先将城市区域进行一级网格化，在每一个网格单元内再进行二次网格化，然后城市道路被网格分隔成细小的路段，分别位于相应的一级网格和二级网格中，并建立网格和路段一一对应关系。由于公交线路都是由这些路段组合而成的，我们把道路网格化后，把每一条公交线路所包含的所有路段按照线路方向记录下来，并保存到数据库中。然后将公交车辆位置数据根据其所属的网格进行定位，最后每一个车辆位置数据就对应到相应的网格中，从而得出车辆所属的路段，又由线路中包含的路段的先后关系，进而得出离下一站点以及目的站点的里程。例如，申请号为CN201010534438.X的专利公开