恭喜中国人民解放军空军工程大学张鹏获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国人民解放军空军工程大学申请的专利一种基于单基站空间差分的组合导航方法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:CN115096295B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18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:202210568523.0,技术领域涉及:G01C21/16;该发明授权一种基于单基站空间差分的组合导航方法是由张鹏;冯波;郭庆;王应洋;邹金霖设计研发完成,并于2022-05-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于单基站空间差分的组合导航方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于单基站空间差分的组合导航方法,包括步骤Step1.在GNSS拒止条件下将基站和待组合系统的经度、纬度和高度信息转换为地心地固坐标系xyz坐标;Step2.计算基站与待组合系统经纬度之间的距离;Step3.基于单基站空间差分,构建待组合系统误差与测距系统误差的方程;Step4.解算获取待组合系统的定位误差;Step5.将定位误差转换为经纬度误差,获取误差的协方差矩阵;Step6.基于惯性导航的误差传播模型,嵌入观测协方差矩阵估计待组合系统误差,实现组合导航;本方法通过引入惯性导航信息,能够有效抑制惯性导航系统的误差,减少对基站数目的要求,具有成本低和可靠性高的特点。
本发明授权一种基于单基站空间差分的组合导航方法在权利要求书中公布了:1.一种基于单基站空间差分的组合导航方法,其特征在于:包括步骤Step1.在GNSS拒止条件下,将基站和待组合系统的经度、纬度和高度信息转换为地心地固坐标系xyz坐标;Step2.在地心地固坐标系xyz坐标中,计算基站与待组合系统经纬度之间的距离;Step3.在求得基站与待组合系统经纬度之间的距离后,基于单基站空间差分方法,构建待组合系统误差与测距系统误差的方程;Step4.在待组合系统误差与测距系统误差的方程的基础上,解算获取待组合系统的定位误差;Step5.将计算得到的定位误差转换为经纬度误差,获取误差的协方差矩阵;将定位误差转换为经纬度误差通过计算获取位置误差的协方差矩阵的具体过程包括:Step501.由步骤Step403获得xyz坐标误差估计值和待组合系统的包含误差估计量,可以获得坐标真值的估计如下: xyz坐标系转经纬度公式如下: 其中,在式17中,x、y和z为地心地固坐标系的xyz值,RN为载体所在位置卯酉圈曲率半径,h为椭球高度,L为载体所在位置地理纬度,λ为载体所在位置地理经度,e为WGS84参考椭球偏心率;Step502.通过xyz坐标系转经纬度公式获得补偿后的待组合系统的经纬度和高度,与待组合系统补偿前的位置信息做差获得经纬度误差如下: 其中,在式18中,Lk,λk为误差补偿前第k个采样时刻待组合系统的经纬度,误差补偿后第k个采样时刻待组合系统的经纬度;Step503.设测距系统获得的测距结果服从高斯分布,即 则xyz误差估计的协方差矩阵如下: 经度误差的方差如下: 其中,D·为随机变量的方差;纬度误差的方差如下: Step6.基于惯性导航的误差传播模型,嵌入观测协方差矩阵估计待组合系统的误差,实现组合导航;所述的基于惯性导航的误差传播模型,嵌入观测协方差矩阵估计待组合系统的误差,实现组合导航的过程包括:Step601.基于步骤Step5获取的经纬度误差的方差,假定待组合导航系统的观测值为 则,观测噪声协方差矩阵 则观测矩阵 Step602.时间更新采用公式: 其中,在式26中,Φ为矩阵F的离散化矩阵,离散化周期为滤波更新周期,Qk为过程噪声的协方差矩阵,由待组合系统惯性测量元件的随机误差决定,Pk-1为k-1时刻状态估计偏差的协方差矩阵,为k时刻系统状态预估值,Pk,k-1为其协方差矩阵;Step603.观测更新采用公式: 其中,在式27中,为k时刻系统状态预估值,Pk,k-1为其协方差矩阵;为k时刻状态估计值,Pk为k时刻状态估计偏差的协方差矩阵;Kk为卡尔曼滤波增益。
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