針對GPS接收機觀測衛(wèi)星數(shù)不足4顆條件下的GPS/SINS數(shù)據(jù)融合問題,對目前常見的解決方法進行了綜述,分析了現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點,并提出了一種新的算法以克服現(xiàn)有算法不足,該算法根據(jù)可見衛(wèi)星的偽距/偽距率信息,利用幾何關系,將慣導誤差在觀測方向的投影消除,僅殘留部分不可觀測的誤差,將誤差修正到理論上的最小值。該方法實現(xiàn)過程簡潔,性能和可靠性良好,適合工程化應用。 

【文章來源】：四川兵工學報. 2015年12期

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

速度誤差

)到空間直線Ax+By+Cz+D=0的距離公式為(證明過程參見文獻［7］)d=Ax0+By0+Cz0+DA2+B2+C槡2根據(jù)該距離公式即可求解出垂線方向上的誤差分量，可以用來修正慣導誤差。實際應用中可以經(jīng)過低通濾波器以消除高頻噪聲。5仿真結果下面給出仿真驗證結果，仿真條件為:采用SINS/GPS組合導航方式，SINS初始速度誤差北天東3個方向均為3m/s，位置初始誤差3個方向均為0m，初始姿態(tài)誤差設為0，仿真驗證純慣性導航、2～3顆衛(wèi)星下導航、以及衛(wèi)星正常定位狀態(tài)下導航的速度位置誤差收斂趨勢，結果如圖1～圖2所示。圖1速度誤差圖2位置誤差由仿真結果可以看出，2～3顆星情況下，該算法能夠將一半以上的速度和位置誤差消除(能消除多少還與3顆衛(wèi)星的分布有重要關系，沒有固定指標，理論上0%～100%都有可能，由觀測幾何關系確定)。且3顆星情況下略好與2顆衛(wèi)星情況，這2顆衛(wèi)星取的是這3顆衛(wèi)星中的2顆，與上文的推斷符合，因此印證該算法是可行的。6結論針對GPS接收機觀測衛(wèi)星數(shù)不足4顆條件下的GPS/SINS數(shù)據(jù)融合問題，對目前常見的解決方法進行了綜述，分析了現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點，并一種新的算法以克服現(xiàn)有算法不足，該算法根據(jù)可見衛(wèi)星的偽距/偽距率信息，利用幾何關系，將慣導誤差在觀測方向的投影消除，僅殘留部分不可觀測的誤差，將誤差修正到理論上的最小值。仿真測試結果良好，2～3顆星條件下組合精度相對衛(wèi)星數(shù)大于4顆的情況會有所下降，組合后精度與衛(wèi)星視線方向與慣導誤差矢量的夾角有關，但明顯高于純慣導精度。(下轉第102頁)王楠，等:衛(wèi)星數(shù)不足條件下GPS/SINS數(shù)據(jù)融合工程化算法91???????????????????????????????????????????????

z0)到空間直線Ax+By+Cz+D=0的距離公式為(證明過程參見文獻［7］)d=Ax0+By0+Cz0+DA2+B2+C槡2根據(jù)該距離公式即可求解出垂線方向上的誤差分量，可以用來修正慣導誤差。實際應用中可以經(jīng)過低通濾波器以消除高頻噪聲。5仿真結果下面給出仿真驗證結果，仿真條件為:采用SINS/GPS組合導航方式，SINS初始速度誤差北天東3個方向均為3m/s，位置初始誤差3個方向均為0m，初始姿態(tài)誤差設為0，仿真驗證純慣性導航、2～3顆衛(wèi)星下導航、以及衛(wèi)星正常定位狀態(tài)下導航的速度位置誤差收斂趨勢，結果如圖1～圖2所示。圖1速度誤差圖2位置誤差由仿真結果可以看出，2～3顆星情況下，該算法能夠將一半以上的速度和位置誤差消除(能消除多少還與3顆衛(wèi)星的分布有重要關系，沒有固定指標，理論上0%～100%都有可能，由觀測幾何關系確定)。且3顆星情況下略好與2顆衛(wèi)星情況，這2顆衛(wèi)星取的是這3顆衛(wèi)星中的2顆，與上文的推斷符合，因此印證該算法是可行的。6結論針對GPS接收機觀測衛(wèi)星數(shù)不足4顆條件下的GPS/SINS數(shù)據(jù)融合問題，對目前常見的解決方法進行了綜述，分析了現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點，并一種新的算法以克服現(xiàn)有算法不足，該算法根據(jù)可見衛(wèi)星的偽距/偽距率信息，利用幾何關系，將慣導誤差在觀測方向的投影消除，僅殘留部分不可觀測的誤差，將誤差修正到理論上的最小值。仿真測試結果良好，2～3顆星條件下組合精度相對衛(wèi)星數(shù)大于4顆的情況會有所下降，組合后精度與衛(wèi)星視線方向與慣導誤差矢量的夾角有關，但明顯高于純慣導精度。(下轉第102頁)王楠，等:衛(wèi)星數(shù)不足條件下GPS/SINS數(shù)據(jù)融合工程化算法91???????????????????????????????????????????????


本文編號：2923103