許多場景都需要準(zhǔn)確的連續(xù)定位。全球定位系統(tǒng)（GPS）能提供準(zhǔn)確的定位、導(dǎo)航和時(shí)間服務(wù),但其信號易受干擾,導(dǎo)致在隧道、地鐵和地下停車場等環(huán)境中性能下降甚至無法使用的情況,提出了一種基于GPS/INS/磁力計(jì)多傳感器融合的連續(xù)定位方法,在應(yīng)用磁力計(jì)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）組合室內(nèi)定位時(shí),磁力計(jì)數(shù)據(jù)可對INS累積誤差進(jìn)行有效校正。室外用GPS定位,當(dāng)GPS信號較弱時(shí),磁力計(jì)和INS的組合信號用于更新定位。為降低GPS信號噪聲,采用卡爾曼濾波器對GPS和INS的組合信號進(jìn)行濾波;針對磁力計(jì)易受環(huán)境干擾現(xiàn)象,提出一種利用磁力計(jì)動態(tài)計(jì)算和校正航向角的方法。測試結(jié)果表明,與未校正的航向角相比,多傳感器融合的連續(xù)定位方法精度提高了60%,整體定位軌跡誤差在2 m以內(nèi)。 

【文章來源】：傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,33(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

連續(xù)定位方案

由于測量噪聲的存在,GPS觀測軌跡與載體實(shí)際運(yùn)動軌跡存在一定偏離。軌跡誤差如圖2所示。圖中上面的那條曲線顯示的是GPS直接觀測值與真實(shí)軌跡間的誤差,下面曲線為經(jīng)過卡爾曼濾波后的軌跡與真實(shí)軌跡間的誤差。不難看出未經(jīng)過濾波處理的GPS原始信號對應(yīng)的觀測軌跡噪聲最大值達(dá)到4.5 m,誤差相對較大。而經(jīng)過濾波后的軌跡誤差明顯減小,最大偏差降低到1.5 m以下。這說明采用卡爾曼濾波對GPS信號噪聲進(jìn)行了有效抑制,使得軌跡更接近載體真實(shí)運(yùn)動軌跡。進(jìn)一步對比GPS直接觀測軌跡和卡爾曼濾波后軌跡的定位誤差均值與均方差,計(jì)算結(jié)果顯示:定位誤差均值降低約2/3,從原來的1.60 m減小到0.56 m。定位誤差均方差也明顯減小了,從原來的0.70 m降為0.22 m。卡爾曼濾波后定位誤差均值與相關(guān)文獻(xiàn)[15-17]研究結(jié)果處于同一量級,但數(shù)值更小些。如文獻(xiàn)[15]使用GNSS與地磁組合實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外無縫定位,室外使用GNSS定位,定位精度在2 m以內(nèi),室外定位誤差均值在1 m左右,室內(nèi)通過地磁定位,在由室外走向室內(nèi)開始時(shí)誤差平均值為2 m～3 m,最高精度可達(dá)1 m。可見,通過對GPS/INS組合信號進(jìn)卡爾曼濾波,可將信號噪聲大幅降低,提高了定位精度。

B路徑下磁力計(jì)的三軸輸出

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3503764