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摘要：本发明公开了一种基于滑动窗口因子图优化北斗INS数据分步组合导航方法和装置。本发明方法首先利用INS辅助北斗双差模糊度解算，得到整周双差模糊度固定解，利用无整周模糊度载波相位和多普勒频移观测值，与INS航位推算预测的“伪距”和“伪距率”观测值进行融合；基于滑动窗口因子图优化，构建北斗载波相位观测值残差因子、多普勒频移观测值残差因子和IMU预积分，实现组合导航全局最优解。本发明提出的分步组合导航方法，在精度、时效性和抗差性上均有较大优势。

主权项：1.一种基于因子图优化北斗INS数据分步组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以基准目标的动态位置作为基准进行北斗相对定位解算，获得动态目标的状态参数向量，并对状态参数向量进行扩展，构建无整周模糊度载波相位观测值和多普勒频移观测值；步骤1的具体实现方式如下：步骤1.1，动态目标A以基准目标B的动态位置作为基准进行北斗相对定位解算，状态参数向量包括位置、速度和双差模糊度参数： 其中，表示状态参数向量，和分别表示动态目标A的位置和速度，表示m个双差模糊度；步骤1.2，动态目标A以INS航位推算位置和速度值作为先验信息，联合双差伪距、载波相位和多普勒频移观测值解算浮点模糊度，并通过最小二乘模糊度降相关平差法LAMBDA对浮点模糊度参数向量进行搜索固定，得到整周模糊度固定解；步骤1.3，对步骤1.1的状态参数向量进行扩展，加入姿态、惯性测量单元陀螺和加速度零偏参数，并消除模糊度参数： 其中,表示扩展后的状态参数向量，、和分别表示动态目标A的位置、速度和姿态，和表示惯性测量单元陀螺和加速度计零偏；根据INS航位推算预测的伪距和伪距率观测值，利用步骤1.2的整周模糊度固定解构建无整周模糊度载波相位和多普勒频移观测值： 式中，和分别表示北斗载波相位和多普勒频移观测值，表示整周模糊度，和分别表示INS航位推算的伪距和伪距率观测值，和分别表示位置和速度的方向余弦矩阵，表示波长，和分别表示载波相位和多普勒频移残差；步骤2，基于滑动窗口因子图优化，构建北斗INS残差因子，实现组合导航全局最优解，具体包括如下子步骤：步骤2.1，结合步骤1中扩展后的状态参数向量构建滑动窗口的待优化的状态变量，状态变量中包括动态目标某一时刻的位置、速度和姿态；步骤2.2，根据步骤1中的无整周模糊度载波相位观测值和多普勒频移观测值，构造某一时刻北斗载波相位观测值残差因子和多普勒频移观测值残差因子；步骤2.3，构建某一时刻IMU预积分因子；步骤2.4，联合步骤2.2的北斗载波相位观测值残差因子和多普勒频移观测值残差因子，以及步骤2.3的IMU预积分因子得到某一时刻基于因子图优化的目标函数，利用目标函数解算状态变量获得最优状态估计值，从而获得动态目标的位置、速度和姿态导航结果。

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百度查询： 武汉大学 一种基于因子图优化北斗/INS数据分步组合导航方法和装置