為提高旋轉全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）雙天線/微慣性測量單元（MIMU）組合系統(tǒng)的定向穩(wěn)定性和準確性,提出基于跟蹤時間和高度角的相對最小幾何精度衰減因子（GDOP）選星方法。利用GNSS的跟蹤時長和高度角信息,剔除信號質量穩(wěn)定性較差的衛(wèi)星,再在待選衛(wèi)星中選擇最小GDOP的衛(wèi)星,進行旋轉GNSS雙天線/MIMU組合系統(tǒng)定向解算,確定運載體的真實航向角。用高精度激光陀螺慣性導航系統(tǒng)作參考基準,對旋轉GNSS雙天線/MIMU組合系統(tǒng)進行了室外靜態(tài)和動態(tài)試驗。試驗結果表明:利用跟蹤時間長的衛(wèi)星能夠提高系統(tǒng)的定向穩(wěn)定性,選擇高度角大的衛(wèi)星能夠提高系統(tǒng)的定向精度;選擇相對最小GDOP的衛(wèi)星,能夠提高該系統(tǒng)的定向精度和實時性。系統(tǒng)在陸地無遮擋環(huán)境下航向角誤差小于1°（1σ）,水平姿態(tài)角誤差小于0. 1°（1σ）。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(11)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

衛(wèi)星信號跟蹤時長對比

衛(wèi)星的空間分布決定了GDOP值的大小，GDOP值又決定了系統(tǒng)定向的效果。表3和圖3(c)展示了最大GDOP和最小GDOP對系統(tǒng)航向角誤差、橫滾角誤差和俯仰角誤差的影響。最小GDOP方法能使系統(tǒng)定向精度誤差小于0.3°，最大GDOP方法能使系統(tǒng)定向精度誤差大于0.5°。因此觀測衛(wèi)星的GDOP值小，系統(tǒng)定向精度誤差就小。GDOP的計算量較大，考慮到實時性，在不影響系統(tǒng)精度的情況下盡量減少計算次數(shù)。以北斗衛(wèi)星系統(tǒng)為例，當前北斗在軌衛(wèi)星數(shù)量達55顆，若從中選出6顆最小GDOP觀測衛(wèi)星的組合需要計算GDOP的次數(shù)為C655=28 989 675次，一個時刻不會有那么多可見星，一般情況下會有20顆可見星，GDOP的計算次數(shù)也達到C620=38 760次。如果可見星數(shù)量超過一定數(shù)量則通過高度角和跟蹤時長進行預篩選，將信號好的高度角從高到低的10顆衛(wèi)星作為待選衛(wèi)星，然后選擇6顆最小GDOP組合的觀測衛(wèi)星，則GDOP計算次數(shù)降低為C610=210次，這大大降低了計算次數(shù)而提高了實時性。如表4所示，采用相對GDOP選星策略能夠有效降低計算時間。如表5所示，相對最小GDOP策略的定向精度和全局最小GDOP策略效果差不多。

實驗裝置


本文編號：3223230