恭喜湖南跨线桥航天科技有限公司张国柱获国家专利权
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龙图腾网恭喜湖南跨线桥航天科技有限公司申请的专利一种GNSS/INS组合导航方法、系统以及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118962757B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411444077.8,技术领域涉及:G01S19/47;该发明授权一种GNSS/INS组合导航方法、系统以及设备是由张国柱;罗敏;苏畅;王孝辉;成葵交;袁宏成;吴礼杰设计研发完成,并于2024-10-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种GNSS/INS组合导航方法、系统以及设备在说明书摘要公布了:本发明涉及一种GNSSINS组合导航方法、系统以及设备,其中,方法包括:接收GNSS组件获取的GNSS伪距数据,经过误差校正之后得到GNSS数据;接收INS组件获取的IMU信号,经过处理之后得到INS数据;根据GNSS数据的不同域,将GNSS数据与INS数据集成,得到与INS数据之间形成至少一种集成程度的GNSS数据;将与INS数据之间形成至少一种集成程度的GNSS数据输入至预先构建的卡尔曼滤波模型中,得到至少一组观测数据。由此,本发明通过增强系统的鲁棒性、简化系统的复杂度以及利用卡尔曼滤波提高精度,显著提升了导航系统的整体性能,使其在各种复杂环境中都能提供稳定、可靠的导航信息。
本发明授权一种GNSS/INS组合导航方法、系统以及设备在权利要求书中公布了:1.一种GNSSINS组合导航方法,其特征在于,包括:接收GNSSINS组合导航中的GNSS组件获取的GNSS伪距数据,经过误差校正之后得到GNSS数据;接收GNSSINS组合导航中的INS组件获取的IMU信号,经过处理之后得到INS数据;根据GNSS数据的不同域,将GNSS数据与INS数据集成,得到与INS数据之间形成至少一种集成程度的GNSS数据;将与INS数据之间形成至少一种集成程度的GNSS数据输入至预先构建的卡尔曼滤波模型中,得到至少一组观测数据;其中,将与INS数据之间形成至少一种集成程度的GNSS数据输入至预先构建的卡尔曼滤波模型中,得到至少一组观测数据包括:针对生成的具备INS集成功能的松散耦合GNSS数据,根据松散耦合的模式特性,选择包含位置误差、速度误差、姿态误差、陀螺仪零偏以及加速度计零偏的变量,以构建第一状态向量;在以地心地固坐标系作为基准参照系下,确定第一状态转移矩阵;基于所构建的第一状态向量和第一状态转移矩阵,得到第一卡尔曼滤波模型;将生成的具备INS集成功能的松散耦合GNSS数据输入至第一卡尔曼滤波模型中,得到观测数据;其中,输入的松散耦合GNSS数据包括由GNSS组件与INS组件输出的位置和速度数据的差值;针对生成的具备INS集成功能的紧密耦合GNSS数据,根据紧密耦合的模式特性,选择包含位置误差、速度误差、姿态误差、陀螺仪零偏、加速度计零偏、钟差和钟漂的变量,以构建第二状态向量;在以ECEF坐标系作为基准参照系下,确定第二状态转移矩阵;基于所构建的第二状态向量和第二状态转移矩阵,得到第二卡尔曼滤波模型;将生成的具备INS集成功能的紧密耦合GNSS数据输入至第二卡尔曼滤波模型,得到观测数据;其中,输入的紧密耦合GNSS数据包括由GNSS伪距数据和伪距率形成的差值数据;第一状态向量为: ;式中,为位置误差、为速度误差、为姿态误差、bg为陀螺仪零偏,ba为加速度计零偏;第一状态转移矩阵为: ;式中,为地球自转角速度,τs为惯导更新周期,I3和O3分别表示单位阵和零矩阵,为载体系至ECEF系的方向余弦矩阵,为惯导输出比力,为重力加速度项,其中为距离,为ECEF系位置,为卫星位置,为加速度噪声;GNSS组件与INS组件输出的位置和速度数据为: ;式中,(XG,YG,ZG)和(XI,YI,ZI)分别表示GNSS输出的位置和INS输出的位置,(VxG,VyG,VzG)和(VxI,VyI,VzI)分别代表GNSS输出的速度和INS输出的速度;第二状态向量为: ;式中,为钟差,为钟漂;第二状态转移矩阵为: ;GNSS伪距数据和伪距率为: ;式中,分别为INS伪距数据和INS伪距率,ri为发射时刻坐标,为用户接收坐标,为ECEF坐标系到I系的坐标转换矩阵,为伪距误差总和,为坐标系单位矢量,vi为发射时刻速度,为用户接收速度,为伪距率误差总和;由GNSS伪距数据和伪距率形成的差值数据为: ;式中,表示GNSS伪距数据与INS伪距数据差值,表示GNSS伪距率与INS伪距率差值。
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