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一種基于慣性導航和衛(wèi)星差分定位的車輛精準定位方法與流程

文檔序號:12592787閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于獲取行駛車輛精確位置、速度信息的定位導航方法,融合了慣性定位導航、衛(wèi)星實時差分定位技術(shù)以及無線寬帶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),其特征在于:該系統(tǒng)包括基準站部分(2-1)和移動端部分(2-6),基準站部分(2-1)安裝在基站上,移動端部分(2-6)則安裝在車輛上,其中:

基準站部分(2-1)包括一個GNSS基準站接收機(2-2)和無線寬帶通信模塊(2-3),GNSS基準站接收機(2-2)負責產(chǎn)生差分數(shù)據(jù),差分數(shù)據(jù)包含偽距差分校正量、偽距觀測值和載波相位觀測值,同時把這些差分數(shù)據(jù)部分或者全部發(fā)送給無線寬帶通信模塊(2-3),無線寬帶通信模塊(2-3)負責把接收到的數(shù)據(jù)廣播出去;

移動端部分(2-6)包括一個無線寬帶通信模塊(2-7)和組合定位系統(tǒng)(2-8),無線寬帶通信模塊(2-7)負責接收差分數(shù)據(jù),并把差分數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給組合定位系統(tǒng)(2-8),組合定位系統(tǒng)(2-8)由GNSS差分定位系統(tǒng)和慣性導航系統(tǒng)組成, 完成車輛的精準定位,輸出PVT信息;

所述基準站部分(2-1)通過無線通信和移動端部分(2-6)鏈接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準站部分,其特征在于:GNSS基準站接收機(2-2)已知本地基站的高精度位置信息,并配置成基準站工作模式,實時接收GPS、GLONASS、北斗或者Galileo的一個或者多個導航系統(tǒng)衛(wèi)星信號,獲得偽距觀測量以及載波相位觀測量,同時基于本地已知的高精度位置信息計算出偽距差分校正量, 并將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼組包后發(fā)送給無線寬帶通信模塊(2-3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準站部分,其特征在于:GNSS基準站接收機(2-2)發(fā)送給無線寬帶通信模塊(2-3)的數(shù)據(jù)包含了基站高精度位置信息,也包含了偽距觀測量、載波相位觀測量,或者偽距差分校正量,其中:

當載波相位和偽距觀測量可用時,GNSS基準站接收機(2-2)把載波相位和偽距觀測量發(fā)送給寬帶通信模塊(2-3);

當載波相位和偽距觀測量不可用,而偽距差分校正量可用時,GNSS基準站接收機(2-2)把偽距差分校正量發(fā)送給寬帶通信模塊(2-3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準站部分,其特征在于:GNSS基準站接收機(2-2)和寬帶通信模塊(2-3)之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木幋a格式可以采用RTCM,也可以采用其他格式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準站部分,其特征在于:無線寬帶通信模塊(2-3)是具備寬帶無線通信功能的系統(tǒng),可以采用3G或者4G通用標準系統(tǒng),也可以采用自主設(shè)計的具備寬帶無線通信功能的系統(tǒng),用于完整播發(fā)來自GNSS基準站接收機(2-2)的數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動站部分,其特征在于:無線寬帶通信模塊(2-7)采用和基站無線寬帶通信模塊(2-3)相對應(yīng)的接收系統(tǒng),用于接收播發(fā)的差分信息,并把收到的數(shù)據(jù)送給組合定位系統(tǒng)(2-8),其中:

如果沒有接收到播發(fā)的差分信息,需要通知組合定位系統(tǒng)(2-8);

如果接收到兩個或者兩個以上基站播發(fā)的數(shù)據(jù),選擇其中一個基站的數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)完整轉(zhuǎn)發(fā)給組合定位系統(tǒng)(2-8)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動站部分,其特征在于:組合定位系統(tǒng)(2-8)由GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)和慣性導航系統(tǒng)(3-2)基于松耦合方式集成,但不限于此,也可以基于緊耦合或者深耦合的方式集成,實現(xiàn)移動端的PVT信息輸出。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動站部分,其特征在于:慣性導航系統(tǒng)(3-2)包括陀螺儀和加速度計傳感器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動站部分,其特征在于:組合定位系統(tǒng)(2-8)基于松耦合方式組合時,GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)同GNSS基準站接收機(2-2)具有相同的衛(wèi)星信號接收能力,可實時接收GPS、GLONASS、北斗或者Galileo的一個或者多個導航系統(tǒng)衛(wèi)星信號,同時獲得基準站播發(fā)的差分數(shù)據(jù),并執(zhí)行相應(yīng)的算法,慣性導航系統(tǒng)(3-2)測量移動端的角速率和加速度矢量,并執(zhí)行慣性導航算法,其中:

當無線寬帶通信模塊(2-7)沒有收到播發(fā)的基準站差分信息,同時GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)也無法接收三顆以上衛(wèi)星信號時,組合定位系統(tǒng)(2-8)由慣性導航系統(tǒng)(3-2)輸出車輛的PVT信息;當無線寬帶通信模塊(2-7)沒有收到播發(fā)的差分信息,而GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)可以接收到三顆以上衛(wèi)星信號時,GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)執(zhí)行單點定位算法;當基準站播發(fā)的差分信息和GNSS衛(wèi)星信號都可用的時候,GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)執(zhí)行衛(wèi)星差分算法;

GNSS/INS組合算法模塊(3-8)將GNSS差分定位系統(tǒng)(3-1)和慣性導航系統(tǒng)(3-2)的算法結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合處理,對INS的速度、位置以及傳感器誤差進行最優(yōu)估計,獲得INS的誤差校正量,并反饋回慣性導航系統(tǒng)(3-2),其中慣性導航單元(3-7)計算出當前時刻移動端的PVT信息。

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