一种惯性/卫星超紧组合实现方法技术

本发明专利技术公开了一种惯性/卫星超紧组合实现方法，采用分步式实现的思想，简化超紧组合实现的复杂性，在惯性/卫星紧组合实现方法的基础上，利用卫星接收机定位定速结果进行本地环路控制量的生成来验证控制量生成方案的正确性；利用误差正常发散的惯性导航结果进行本地环路控制获得有效的组合观测量；最后进行组合滤波估计与修正的闭环，完成超紧组合系统的搭建。本发明专利技术有效地简化了超紧组合实现的复杂性，实现了卫星导航系统与惯性导航系统的深度融合；适用于GPS、北斗等多种卫星导航系统及多频多系统卫星导航系统与惯性系统的组合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种惯性/卫星超紧组合实现方法，属于组合导航方法的

技术介绍
惯性导航系统和卫星导航系统具有良好互补性，构建惯性/卫星组合导航系统可实现全球范围内全天时、全天候的高精度连续导航，是导航技术近年来以及未来相当长一段时期内发展的主要方向，是解决航空、航天、陆地、水面、水下等武器装备系统导航问题的主要技术手段，在国防和民用等领域具有重要的应用价值。近年来，在高动态环境适应性和抗干扰、高精度等导航需求的牵引下，惯性/卫星组合导航系统的信息融合模式，经历了松组合、紧组合、超紧组合(也称为深组合)几个重要的阶段。目前，超紧组合技术已成为国外组合导航领域的一个研究热点，其技术要点是将卫星导航接收机设计和惯性导航系统进行信息深度耦合，实现惯性和卫星接收机信息的双向辅助，在组合导航系统的信息流程架构设计层面改变组合导航体制。超紧组合需要惯性信息和卫星信息的双向辅助，需要断开原有接收机环路，构建包括惯导和组合滤波在内的大闭合回路，其实现的复杂度较高；且接收机的控制与观测量的提取相互影响，不利于系统搭建过程对问题的排查。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种惯性/卫星超紧组合实现方法，在惯性/卫星紧组合实现方法的基础上，采用分步式实现的思想，设计了环路控制量生成、观测量提取，有效地简化了超紧组合实现的复杂性，实现了卫星导航系统与惯性导航系统的深度融合。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种惯性/卫星超紧组合实现方法，包括如下步骤：步骤1，搭建惯性/卫星紧组合系统，在此基础上断开紧组合系统中组合滤波器对惯性误差的估计与修正，使得惯性信息误差逐渐累积发散；步骤2，根据卫星导航接收机的位置速度信息计算本地载波、码的NCO控制量，利用本地载波、码的NCO控制量分别对载波环和码环进行控制，使得环路能够正常跟踪；步骤3，在步骤2实现对本地环路控制的基础上，将卫星导航接收机的位置速度信息替换为误差逐渐发散的惯导系统的位置速度信息，将惯性导航信息引入卫星导航接收机环路中，在此基础上利用载波环和码环的输出信息计算组合观测量；步骤4，将步骤3得到的组合观测量加入到超紧组合滤波器中，并观察获得的惯性信息误差估计值，若惯性信息误差估计值与惯性位置、速度误差发散趋势一致，则利用惯性信息误差估计值对惯性信息进行误差修正，形成闭合回路，从而完成超紧组合的系统实现。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤2实现对本地环路控制的具体步骤为：21)利用卫星导航接收机中载体位置速度、卫星位置速度信息估计计算本地载波、码的NCO控制量； φ ~ c o d e = φ c o d e + ( ρ ~ - ρ G ) / λ c o d e f ~ c a r r = f I F + r · / λ c a r r + δf u - δf s + Δ θ / 2 π Δ T , ]]>其中，分别为估计的码相位、载波频率和伪距，φcode为原码相位，ρG为原接收机伪距，λcode、λcarr分别为码、载波波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性/卫星超紧组合实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，搭建惯性/卫星紧组合系统，在此基础上断开紧组合系统中组合滤波器对惯性误差的估计与修正，使得惯性信息误差逐渐累积发散；步骤2，根据卫星导航接收机的位置速度信息计算本地载波、码的NCO控制量，利用本地载波、码的NCO控制量分别对载波环和码环进行控制，使得环路能够正常跟踪；步骤3，在步骤2实现对本地环路控制的基础上，将卫星导航接收机的位置速度信息替换为误差逐渐发散的惯导系统的位置速度信息，将惯性导航信息引入卫星导航接收机环路中，在此基础上利用载波环和码环的输出信息计算组合观测量；步骤4，将步骤3得到的组合观测量加入到超紧组合滤波器中，并观察获得的惯性信息误差估计值，若惯性信息误差估计值与惯性位置、速度误差发散趋势一致，则利用惯性信息误差估计值对惯性信息进行误差修正，形成闭合回路，从而完成超紧组合的系统实现。

【技术特征摘要】
1.一种惯性/卫星超紧组合实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，搭建惯性/卫星紧组合系统，在此基础上断开紧组合系统中组合滤波器对惯性误差的估计与修正，使得惯性信息误差逐渐累积发散；步骤2，根据卫星导航接收机的位置速度信息计算本地载波、码的NCO控制量，利用本地载波、码的NCO控制量分别对载波环和码环进行控制，使得环路能够正常跟踪；步骤3，在步骤2实现对本地环路控制的基础上，将卫星导航接收机的位置速度信息替换为误差逐渐发散的惯导系统的位置速度信息，将惯性导航信息引入卫星导航接收机环路中，在此基础上利用载波环和码环的输出信息计算组合观测量；步骤4，将步骤3得到的组合观测量加入到超紧组合滤波器中，并观察获得的惯性信息误差估计值，若惯性信息误差估计值与惯性位置、速度误差发散趋势一致，则利用惯性信息误差估计值对惯性信息进行误差修正，形成闭合回路，从而完成超紧组合的系统实现。2.根据权利要求1所述惯性/卫星超紧组合实现方法，其特征在于，所述步骤2实现对本地环路控制的具体步骤为：21)利用卫星导航接收机中载体位置速度、卫星位置速度信息估计计算本地载波、码的NCO控制量； φ ~ c o d e = φ c o d e + ( ρ ~ - ρ G ) / λ c o d e f ~ c a r r = f I E + r · / λ c a r r + δf u - δf s + Δ θ / 2 π Δ T , ]]>其中，分别为估计的码相位、载波频率和伪距，φcode为原码相位，ρG为原接收机伪距，λcode、λcarr分别为码、载波波长，fIF为中频频率，r、分别为载体与卫星之间的相对距离、距离变化量，δfu、δtu分别为卫星导航接收机钟漂、钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣冰，韩志凤，刘建业，曾庆化，高关根，沈飞，周颖，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32