專利名稱：一種基于gnss/sins組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)航監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))是利用分布于地球附近軌道的衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站和用戶接收機(jī)實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш降南到y(tǒng)。目前在用和正在建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括美國的 GPS (全球定位系統(tǒng))、俄羅斯的GL0NASS (格洛納斯)、中國的COMPASS (北斗二代)和歐洲的feilileo (伽利略)系統(tǒng)。GPS起初是由美國國防部負(fù)責(zé)部署，歷經(jīng)30年的建設(shè)，現(xiàn)在已經(jīng)完全達(dá)到使用狀態(tài)，可提供全球?qū)Ш侥芰?。GPS空間部分由均勻分布于與赤道面的傾角為55°的六個軌道平面上的M顆衛(wèi)星組成的星座組成，這些衛(wèi)星繞地球軌道一周約12h，排列在20180km的高空。GPS導(dǎo)航定位的基本原理是測出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)計(jì)算接收機(jī)在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置和速度等信息。一般來說，至少需要綜合四顆導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)完整的導(dǎo)航數(shù)據(jù)解算，如方程(1)、(2)、(3)和(4)所
TJn οRi=c(tsl-t；)=·J1)2+^-(1)
R2 =禮-O =^(^-^f+iy--J2)2+(^- )2(2)
0 =^I(X-X3)2+iy-- )2(3)
R4=Cits4-O =^ix-xj+iy--y4f+(z- )2(4)
其中，I^R2、R3、R4分別表示衛(wèi):星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3和衛(wèi)星4到接收機(jī)之間的距離
C為光速；x、y、z表示接收機(jī)在相應(yīng)坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)；Xi、yi、Zi(i = 1,2,3,4)分別表示衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3和衛(wèi)星4在響應(yīng)坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)“…、、〖…、分別表示衛(wèi)星1、衛(wèi)星 2、衛(wèi)星3和衛(wèi)星4的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供；t ‘ r表示接收機(jī)的鐘差。GL0NASS是蘇聯(lián)研制的一種與GPS性能相當(dāng)?shù)男l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GL0NASS空間部分是由均勻分布于與赤道面的傾角為64. 8°的三個軌道平面上的M顆衛(wèi)星組成的星座組成， 這些衛(wèi)星繞地球一周約11小時(shí)15分鐘，排列在25600km的高空。由于經(jīng)費(fèi)問題，該系統(tǒng)還有待完成，目前在軌正常工作衛(wèi)星達(dá)18顆。COMPASS導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主開發(fā)的第二代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，是我國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)社會各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。 COMPASS導(dǎo)航系統(tǒng)空間部分由5顆同步靜止軌道衛(wèi)星、3顆傾斜同步衛(wèi)星和27顆中軌道衛(wèi)星組成，其中27顆中軌道衛(wèi)星平均分布于與赤道面傾角為55°，高度21500km的三個軌道平面。目前，COMPASS導(dǎo)航系統(tǒng)正在加速組網(wǎng)，預(yù)計(jì)在2015年完成部署，將提供全球性的導(dǎo)航能力。Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)是目前歐洲正在研制的系統(tǒng)，由歐盟、歐洲航天局、政府和私人組織共同投資。與GPS、GL0NASS和COMPASS系統(tǒng)不同，Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)主要用作民用，并且受民用控制。其空間部分由均勻分布在與赤道面傾角為的3個軌道面上的30顆衛(wèi)星組成，這些軌道面半徑為29600km。由于資金困難，Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)計(jì)到2017年才能完成部署，比原定的2014年再度推遲。SINS (捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng))是一種先進(jìn)的慣性導(dǎo)航技術(shù)，是近年來慣性技術(shù)的一個發(fā)展方向。由于捷聯(lián)系統(tǒng)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，成為新世紀(jì)慣性技術(shù)發(fā)展的趨勢。SINS是由慣性敏感器(陀螺儀與加速度計(jì))和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)組成，并直接固聯(lián)在載體上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能的系統(tǒng)。SINS利用導(dǎo)航計(jì)算機(jī)來完成導(dǎo)航平臺的功能，以數(shù)學(xué)平臺代替平臺慣導(dǎo)系統(tǒng)中的物理平臺。SINS中的陀螺儀和加速度計(jì)直接固聯(lián)在載體上，所以稱為捷聯(lián)式的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。如圖1所示，其原理是通過陀螺儀和加速度計(jì)分別用來測量載體的角速度信息和加速度信息，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)根據(jù)這些測量信息解算出載體的姿態(tài)、速度和位置信息。慣性導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)是完全自主，它不依賴外部信息來測量載體的線運(yùn)動和角運(yùn)動， 其工作完全不受自然和人為干擾的影響。但是它所提供的位置估算精度會隨時(shí)間而漂移， 其因慣性敏感器缺陷、初始對準(zhǔn)誤差和車輛動態(tài)特性造成的漂移誤差會隨時(shí)間的增長而增長的。雖然通過購買采用一些高精度的敏感器能夠提高導(dǎo)航精度，但慣性系統(tǒng)的成本會變得極為昂貴，且精度的提高也是有限的。因此，目前的車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，還是采用單一的GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航模式結(jié)合 GPRS(通用分組無線服務(wù)技術(shù))來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航監(jiān)控的。由于GNSS接收機(jī)極易受干擾，當(dāng)車輛行駛在高樓大廈密集區(qū)域、室內(nèi)或者隧道內(nèi)時(shí)，很容易造成衛(wèi)星信號丟失或者受到干擾，基于GNSS/GPRS車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)會出現(xiàn)導(dǎo)航盲區(qū)，并不能保證可靠的導(dǎo)航精度；同時(shí)GNSS 只提供關(guān)于車體位置和速度的導(dǎo)航信息，無車體姿態(tài)信息，遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶監(jiān)測判斷車體是否發(fā)生事故的準(zhǔn)確性就受到了限制。所以，基于GNSS/GPRS車載導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)是比較脆弱的，可用性會受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，克服了 GNSS或SINS 作為單一導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)所存在的缺陷，并實(shí)時(shí)標(biāo)定SINS中慣性敏感器的誤差，在衛(wèi)星信號受干擾的情況下，保證了 SINS自主導(dǎo)航的精度。一種基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)包括GNSS接收單元、SINS、組合導(dǎo)航濾波單元和無線通信單元。所述的GNSS接收單元用于接收關(guān)于車體的衛(wèi)星導(dǎo)航信號，并對信號進(jìn)行處理，得到關(guān)于車體位置和速度的GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給組合導(dǎo)航濾波單元。所述的SINS包括慣性敏感器和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，其能自主產(chǎn)生關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給組合導(dǎo)航濾波單元，同時(shí)又對所述的GNSS接收單元提供截獲輔助。所述的組合導(dǎo)航濾波單元用于接收GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、濾波和估算，得到關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，傳送給無線通信單元，并對所述的慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定。所述的無線通信單元用于接收高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并通過無線通信將組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶或自動報(bào)警。本發(fā)明的工作原理是在衛(wèi)星信號接收條件較好的路況下，通過GNSS接收單元與 SINS分別獲取各自的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，組合導(dǎo)航濾波單元對GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并通過卡爾曼濾波算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，得到一種比GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)或慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度更高的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給無線通信單元，由無線通信單元通過無線通信將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶或自動報(bào)警，同時(shí)組合導(dǎo)航濾波單元將根據(jù)估算出的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)對 SINS中慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定，提高SINS的導(dǎo)航精度。在衛(wèi)星信號接收條件較差的路況下，系統(tǒng)只進(jìn)行一般的組合導(dǎo)航濾波，而不進(jìn)行敏感器誤差的標(biāo)定。在無衛(wèi)星信號的路況下，系統(tǒng)將利用被標(biāo)定后的SINS進(jìn)行高精度的慣性自主導(dǎo)航。組合導(dǎo)航濾波單元對SINS中慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定，是通過接收GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)并進(jìn)行組合濾波，利用卡爾曼濾波算法得到高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù) (即當(dāng)前誤差狀態(tài)下關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的最優(yōu)估計(jì)值)，若該最優(yōu)估計(jì)值滿足反饋校正條件，則對SINS進(jìn)行反饋校正，估算出慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)的誤差以及慣性敏感器的誤差參數(shù)(SINS關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)的誤差與其慣性敏感器的誤差參數(shù)， 通過各自的微分方程是具有相互關(guān)系的)，并對慣性敏感器的誤差參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；若不滿足反饋校正條件則判斷實(shí)時(shí)標(biāo)定是否結(jié)束，若不結(jié)束實(shí)時(shí)標(biāo)定，則再次接收GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行組合濾波，重復(fù)上述過程；否則將結(jié)束實(shí)時(shí)標(biāo)定。優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的GNSS接收單元與所述的SINS采用松耦合、緊耦合或深耦合的組合模式進(jìn)行組合。松耦合的組合模式是在GNSS接收單元獨(dú)立工作的前提下，利用其導(dǎo)航數(shù)據(jù)與 SINS的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合濾波，得到高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)。松耦合實(shí)現(xiàn)簡單，非常適合于系統(tǒng)改裝的情況，任何慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和任何衛(wèi)星接收機(jī)都可以采用這種方法組合。利用松耦合組合結(jié)構(gòu)，可采用GNSS導(dǎo)航的速度或者位置數(shù)據(jù)對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，也可以使用GNSS導(dǎo)航的速度和位置數(shù)據(jù)同時(shí)對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以便得到更可靠的方案。由于GNSS接收單元本身包含有濾波器，因此松耦合組合模式具有串聯(lián)濾波的特點(diǎn)。緊耦合的組合模式中，GNSS接收單元中的GNSS濾波器成為了組合導(dǎo)航濾波單元的一部分，因此GNSS接收單元向組合導(dǎo)航濾波單元提供的導(dǎo)航數(shù)據(jù)實(shí)為關(guān)于車體偽距和偽距率的測量值。緊耦合的組合模式下得到的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)既可用于標(biāo)定SINS的慣性敏感器誤差，也可用于輔助GNSS接收單元的跟蹤回路。雖然可以單獨(dú)采用GNSS導(dǎo)航的偽距或偽距率數(shù)據(jù)對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，但通常一般同時(shí)采用GNSS導(dǎo)航的偽距和偽距率數(shù)據(jù)對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以便得到更可靠的方案。深耦合的組合模式是將GNSS接收單元的跟蹤回路與SINS組合合并成一個單獨(dú)的濾波器。優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的組合導(dǎo)航濾波單元采用卡爾曼濾波算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的無線通信單元采用GPRS、EDGE(增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù))或3G (第三代移動通信技術(shù))無線通信技術(shù)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是(1)通過組合導(dǎo)航濾波單元對GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行融合濾波，得到的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)比GNSS或SINS作為單一的導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)得到的導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度更高，有效地克服了慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)因慣性敏感器缺陷、初始對準(zhǔn)誤差和車輛動態(tài)特性造成的隨時(shí)間增長而增長的漂移誤差，以及GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)的瞬態(tài)誤差。(2)利用SINS輔助GNSS接收單元進(jìn)行導(dǎo)航監(jiān)控，相比GNSS作為單一的導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，可多獲取一種關(guān)于車體姿態(tài)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，使遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶可以更準(zhǔn)確地判斷車體是否發(fā)生事故，并采取措施，減少營救等待的時(shí)間。(3)利用SINS輔助GNSS接收單元進(jìn)行導(dǎo)航監(jiān)控，相比GNSS作為單一的導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，在天氣、環(huán)境或人為因素對衛(wèi)星信號造成干擾時(shí)，通過SINS進(jìn)行慣性自主導(dǎo)航，仍能保證導(dǎo)航監(jiān)控的正常工作。(4)通過組合導(dǎo)航濾波單元實(shí)時(shí)標(biāo)定SINS中慣性敏感器的誤差，在衛(wèi)星信號受干擾或無衛(wèi)星信號的情況下，保證了 SINS自主導(dǎo)航的精度。


圖1為SINS的原理示意圖。圖2為本發(fā)明導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)在松耦合模式下的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3為本發(fā)明導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)在緊耦合模式下的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖4為本發(fā)明導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)標(biāo)定慣性敏感器誤差的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案和相關(guān)原理進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1如圖2所示，一種基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)包括GNSS接收單元、 SINS、組合導(dǎo)航濾波單元和無線通信單元。GNSS接收單元由射頻信號處理裝置、跟蹤回路和GNSS濾波器組成，其用于接收關(guān)于車體的衛(wèi)星導(dǎo)航信號，并對信號進(jìn)行處理，得到關(guān)于車體位置和速度的GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)， 并傳送給組合導(dǎo)航濾波單元。SINS包括慣性敏感器(陀螺儀和加速度計(jì))和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，其能自主產(chǎn)生關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給組合導(dǎo)航濾波單元，同時(shí)又對GNSS接收單元提供截獲輔助。組合導(dǎo)航濾波單元用于接收GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、 濾波和估算，得到關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，傳送給無線通信單元，并對慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定。無線通信單元用于接收高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并通過無線通信將組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶或自動報(bào)警。如圖2所示，GNSS接收單元與SINS采用松耦合的組合模式進(jìn)行組合，即系統(tǒng)在
6GNSS接收單元獨(dú)立工作的前提下，利用其導(dǎo)航數(shù)據(jù)與SINS的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合濾波， 得到高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)。松耦合實(shí)現(xiàn)簡單，非常適合于系統(tǒng)改裝的情況，任何慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和任何衛(wèi)星接收機(jī)都可以采用這種方法組合。利用松耦合組合結(jié)構(gòu)，可采用GNSS導(dǎo)航的速度或者位置數(shù)據(jù)對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，也可以使用GNSS導(dǎo)航的速度和位置數(shù)據(jù)同時(shí)對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以便得到更可靠的方案。由于GNSS接收單元本身包含有濾波器，因此松耦合組合模式具有串聯(lián)濾波的特點(diǎn)。本實(shí)施例的工作原理是在衛(wèi)星信號接收條件較好的路況下，通過GNSS接收單元與SINS分別獲取各自的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，其中GNSS接收單元輸出關(guān)于車體位置和速度的GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，SINS輸出關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，組合導(dǎo)航濾波單元對GNSS 導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并通過卡爾曼濾波算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，得到一種比 GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)或慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度更高的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給無線通信單元，由無線通信單元通過無線通信將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶或自動報(bào)警，同時(shí)組合導(dǎo)航濾波單元將根據(jù)估算出的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)對SINS中慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定，提高SINS的導(dǎo)航精度。 在衛(wèi)星信號接收條件較差的路況下，系統(tǒng)只進(jìn)行一般的組合導(dǎo)航濾波，而不進(jìn)行敏感器誤差的標(biāo)定。在無衛(wèi)星信號的路況下，系統(tǒng)將利用被標(biāo)定后的SINS進(jìn)行高精度的慣性自主導(dǎo)航。如圖4所示，組合導(dǎo)航濾波單元對SINS中慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定，是利用 GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)(即初始化狀態(tài)值)之差作為觀測值，通過卡爾曼濾波算法得到高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)(即當(dāng)前最優(yōu)估計(jì)值)，若該最優(yōu)估計(jì)值滿足反饋校正條件，則對SINS進(jìn)行反饋校正，并對慣性敏感器的誤差參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；若不滿足反饋校正條件則判斷實(shí)時(shí)標(biāo)定是否結(jié)束，若不結(jié)束實(shí)時(shí)標(biāo)定，則再次接收GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行組合濾波，重復(fù)上述過程；否則將結(jié)束實(shí)時(shí)標(biāo)定。對于松耦合組合結(jié)構(gòu)模式，以東北天坐標(biāo)系作為導(dǎo)航坐標(biāo)系，載體坐標(biāo)系為右前上坐標(biāo)系。俯仰角以抬頭為正，滾轉(zhuǎn)角以右傾為正，航向角以北偏東為正，慣性敏感器的誤差包括常值誤差，比例系數(shù)誤差，安裝失準(zhǔn)角誤差和隨機(jī)白噪聲等。本實(shí)施例中，慣性敏感器誤差由常值誤差和隨機(jī)白噪聲誤差組成。實(shí)時(shí)標(biāo)定的目的就是得到高精度的常值誤差。其中姿態(tài)誤差微分方程為
權(quán)利要求
1.一種基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，包括GNSS接收單元、SINS、組合導(dǎo)航濾波單元和無線通信單元，其特征在于所述的GNSS接收單元用于接收關(guān)于車體的衛(wèi)星導(dǎo)航信號，并對信號進(jìn)行處理，得到關(guān)于車體位置和速度的GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給組合導(dǎo)航濾波單元；所述的SINS包括慣性敏感器和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，其能自主產(chǎn)生關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并傳送給組合導(dǎo)航濾波單元，同時(shí)又對所述的GNSS接收單元提供截獲輔助；所述的組合導(dǎo)航濾波單元用于接收GNSS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、濾波和估算，得到關(guān)于車體位置、速度和姿態(tài)的高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，傳送給無線通信單元，并對所述的慣性敏感器的誤差進(jìn)行標(biāo)定；所述的無線通信單元用于接收高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并通過無線通信將組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶或自動報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的GNSS接收單元與所述的SINS采用松耦合、緊耦合或深耦合的組合模式進(jìn)行組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的組合導(dǎo)航濾波單元采用卡爾曼濾波算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的無線通信單元采用GPRS、EDGE或3G無線通信技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于GNSS/SINS組合的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，包括GNSS接收單元、SINS、組合導(dǎo)航濾波單元和無線通信單元，其利用GNSS接收單元與SINS分別獲取各自的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并通過組合導(dǎo)航濾波單元對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合濾波，得到高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)標(biāo)定SINS中慣性敏感器的誤差，由無線通信單元通過無線通信將組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶或自動報(bào)警。本發(fā)明克服了GNSS或SINS作為單一導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)所存在的缺陷，保證了SINS在進(jìn)行慣性自主導(dǎo)航時(shí)的精度，精確的將導(dǎo)航數(shù)據(jù)通報(bào)給遠(yuǎn)程監(jiān)控用戶，以減少事故營救等待的時(shí)間。
文檔編號G01S19/47GK102176041SQ20111000919
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者馮瓊?cè)A, 姚珺, 林燦龍, 管波, 袁騰凱, 馬龍華 申請人:浙江大學(xué)