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一种应用于旋翼无人机定高的TDCP-GNSS/INS方法 

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申请/专利权人:阿慕优(昆山)导航科技有限公司

摘要:本发明公开了一种应用于旋翼无人机定高的TDCP‑GNSSINS方法。包括如下步骤:步骤S1、INS计算模块初始化;步骤S2、INS机械编排算法;步骤S3、RTK解算;S4、EKF量测更新;S5、反馈修正;S6、导航结果输出;当RTK模糊度无法固定时,紧组合系统常用伪距观测值进行测量更新,导致定位精度下降至米级。无人机飞行过程中出现无差分信号或短时间内差分信号中断时,利用TDCP观测值与INS紧组合,可以维持组合系统短期内较高的定位精度,满足旋翼无人机定高的需求。该种TDCP‑GNSSINS方法结构简单,通过多种高度定位方法,有效的保障了旋翼无人机飞行的稳定性。

主权项:1.一种应用于旋翼无人机定高的TDCP-GNSSINS方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、INS计算模块初始化:包括确定Kalman滤波器的初始状态向量、先验方差和状态噪声矩阵。步骤S2、INS机械编排算法:首先对IMU原始数据进行零偏误差和刻度系数误差补偿,速度更新时考虑划桨误差补偿,姿态更新时考虑圆锥误差补偿;在北东地导航坐标系n系下构建GNSSINS组合导航系统。系统状态参数x为: 采用φ角误差模型构建状态方程: 步骤S3、RTK解算:利用INS计算的先验位置辅助RTK粗差探测,然后进行RTK解算;步骤S3.1、若收到基站差分信号且RTK模糊度固定成功,则使用双差载波相位观测值进行扩展卡尔曼滤波EKF的量测更新;在GNSS信号良好时使用RTKINS紧组合定位,RTKINS紧组合观测方程为: 步骤S3.2、若基站差分信号中断或无基站差分信号,则使用TDCP观测值进行EKF量测更新;当RTK模糊度固定失败且TDCP解算成功时,使用TDCPINS紧组合定位。考虑相邻历元电离层和对流层延迟等且未发生周跳,由tk-1和tk观测历元构造TDCP观测值为: 首先将前一时刻的组合结果作为已知值计算然后将INS推算的TDCP值与式4作差,则TDCPINS紧组合观测方程为: S4、EKF量测更新:构建准确观测模型及其噪声方差阵,然后量测更新。S5、反馈修正:将滤波估计得到的导航参数误差对惯导机械编排结果进行修正,将估计得到的加速度计和陀螺仪的零偏误差反馈到IMU原始数据中,构成闭环反馈。S6、导航结果输出:可选择输出所需位置、速度和姿态导航结果,INS误差参数以及对应估计方差。

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权利要求:

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