CN110133699A - 一种超紧组合导航定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超紧组合导航定位系统及方法。其包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF信号处理器、高精度天线，其中：所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令；所述协处理器用于构建矢量跟踪环电路、采集并处理GNSS数据并传输至主控制器；所述INS测量单元用于响应主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；所述卫星RF信号处理器用于采集卫星信号进行放大、滤波、变频等处理后传输到协处理器；所述通信模块用于实现主控制器与管理中心之间的数据通信。本发明以超紧组合方式使INS与GNSS信息高度融合，提高组合导航系统的内聚性和抗干扰能力，从而使得定位精度进一步提高。

Description

一种超紧组合导航定位系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆定位系统，尤其涉及一种超紧组合导航定位系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，汽车行业的高速发展，对车辆实时动态定位的要求不断提高，同时，由于城市交通路段复杂化、卫星信号易衰减，单一的卫星导航定位系统难以满足车辆实时、连续定位需求，面对人们对高精度，高抗干扰性的导航需求，惯性导航系统与卫星组合导航系统信息融合成为了一个热点，组合方式分为松组合、紧组合和超紧组合，目前多以松组合、紧组合实现组合导航系统，尤其是车载组合定位系统多以松组合方式使用GNSS接收机和INS(Inertial Navigation System，惯性导航系统)通过微处理器进行系统集成，但松组合导航抗干扰能力弱，可见卫星数低于4时，GNSS接收机无法提供实时位置信息，从系统开始工作起，INS惯性导航的定位误差随工作时间的增加而累积，且无法得到校正，影响车载组合导航系统的导航性能以及车辆定位信息的连续性和准确性。与松组合方式相比，紧组合对INS惯导和GNSS卫星导航系统误差的修正能力更高，系统的可靠性更高，但在实际应用中，由于信号干扰和载车的高动态运动，GNSS接收机有可能无法提供有效的伪距和伪距率信息，此时紧组合和松组合都无法正常工作。

超紧组合技术以其独特的数据融合方式，利用载车相对于卫星的多普勒频移估计，将多普勒频移估计值引入GNSS接收机中，减小跟踪环路的带宽，使卫星导航接收机信息与惯性导航信息进行深度耦合，实现了组合导航的相互辅助，减小接收机沿信号传播方向大气层造成的无线电传输信号的误差，增强高速运动条件下接收机对信号的跟踪锁定能力，从而使组合导航系统的抗干扰能力、鲁棒性、跟踪能力和导航精确度大大提升。

现有技术中，请参见申请号为201520686950.4、授权公告号为CN205067758U、名称为一种“基于GPS或INS组合的导航系统”的中国实用新型专利文献，现有组合导航系统的缺点是导航精度方面有一定的局限，而且在卫星信号中断时INS自主导航误差积累迅速，缺乏航位推算等辅助系统的校正，定位精度不高。

现有技术中，请参见申请号为201811363017.8、名称为“一种车载导航车辆组合定位装置及其组合定位方法”的中国发明专利文献，现有技术缺陷为采用松组合模式，在城市复杂道路以及卫星信号长时间失锁情况下，单靠DR辅助惯导，影响载车导航的长时定位精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种超紧组合导航定位系统及方法，以超紧组合的方式使INS与GNSS信息高度融合，提高组合导航系统的内聚性和抗干扰能力，从而使得定位精度进一步提高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种超紧组合导航定位系统，其包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF信号处理器、高精度天线，其中：所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令；所述协处理器用于数据采集以及构建矢量跟踪环电路；所述通信模块用于实现所述主控制器与管理中心之间的数据通信；所述显示屏模块用于执行所述主控制器的控制指令，显示超紧组合导航定位系统输出的定位信息；所述INS测量单元用于响应所述主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；所述卫星RF信号处理器通过天线接收所有可见导航卫星的信号，经前置滤波器和前置放大器滤波放大后，与本地振荡器产生的信号进行混频而下变频成中频信号，最后经模数转换器转变成离散时间的数字中频信号；所述高精度天线用于完成导航卫星信号射频信号的接收，把卫星播发的电磁波转换成便于处理的电信号并将信号发送至卫星RF信号处理器。

优选地，所述协处理器构建的矢量跟踪环电路包括有载波/码相关器模块、积分清零鉴别器模块、EKF模块、矢量观测模块以及本地载波/码NCO模块；所述载波/码相关器模块用于接收卫星RF信号处理器的输出信号，捕获卫星信号，载波/码相关器模块内嵌FFT算法，通过接收本地产生的伪随机序列和卫星的伪随机序列相匹配，最终实现本地信号和卫星信号的粗同步，输出信号到积分清零鉴别器模块；所述积分清零鉴别器模块用于接收载波/码相关器模块输出信号，计算出k时刻的码相位误差和载波频率误差；所述EKF模块用于接收积分清零鉴别器模块输出信号，由EKF扩展卡尔曼最优估计算法，估算出k+1时刻的位置和速度；所述矢量观测模块包括有“k时刻观测矢量”模块和“k+1时刻观测矢量”模块，“k时刻观测矢量”模块用于接收EKF模块输出的k+1时刻的位置和速度估算，据此计算k+1时刻的位置误差和速度误差；k+1时刻的位置误差和速度误差，以及“组合导航输出”包含的“k时刻的位置速度信息”，对位置和速度两者分别求和得出“k+1时刻的位置速度信息”，“k+1时刻观测矢量”模块用于接收k+1时刻的位置速度信息，估算求出k+1时刻的码相位误差和载波频率误差。所述本地载波/码NCO模块用于接收矢量观测模块估计的k+1时刻码相位误差和载波频率误差，校正载波/码相关器模块；所述矢量跟踪环电路通过处理卫星RF信号处理器输出的数字中频信号，复制出与接收到的信号相一致的本地伪码与载波信号，由此来实现对信号的捕获与跟踪。

优选地，所述组合导航滤波器用于接收协处理器输出的位置增量和速度增量以及对INS测量单元的惯导信息进行误差修正，输出估计的多普勒频移，并反馈到所述协处理器的本地载波/码NCO模块中，减小跟踪环路的带宽。

优选地，所述主控制器为基于STM32F429主板的处理器。

优选地，所述协处理器是型号为Virtex-5LX的FPGA处理器。

优选地，所述通信模块为SIM800 GPRS模块。

优选地，所述卫星RF信号处理器接收并处理卫星信号，输出处理后的卫星信号到载波/码相关器模块。所述卫星RF信号处理器的芯片型号为SFM953DEQ3。

优选地，所述高精度天线为华信D-Helix天线。

一种超紧组合导航定位方法，该方法基于一系统实现，所述系统包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF信号处理器、高精度天线，所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令，所述方法包括：首先利用所述卫星RF信号处理器接收并处理导航卫星信号，将其发送至协处理器，同时地，利用所述INS测量单元响应所主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；其次，利用所述协处理器输出的位置增量和速度增量，与所述INS测量单元输出的位置增量和速度增量，进行差分处理后作为组合导航滤波器的量测值，组合导航滤波器输出对所述INS测量单元的惯导信息进行误差修正，修正后的组合导航输出用于估计多普勒频移，再反馈到协处理器的本地载波/码NCO模块中，构成超紧组合导航方式；最后，利用所述通信模块实现所述主控制器与管理中心之间的GPRS数据通信，同时利用所述显示屏模块将“组合导航输出”的定位信息在显示屏模块上显示。

优选地，所述系统包括有协处理器，所述协处理器用于构建矢量跟踪环电路，所述矢量跟踪环电路包括有载波/码相关器模块、积分清零鉴别器模块、EKF模块、矢量观测模块以及本地NCO模块，所述方法包括：首先，所述载波/码相关器模块接收卫星RF信号处理器的输出信号，使用FFT算法对捕获的卫星信号进行处理，通过接收本地产生的伪随机序列和卫星的伪随机序列相匹配，实现本地信号和卫星信号的粗同步，输出解算后的信息到所述积分清零鉴别器模块；其次，积分清零鉴别器模块计算出k时刻的码相位误差和载波频率误差给EKF模块；然后，所述EKF模块输出k+1时刻的位置和速度估算值，再发送给“k时刻观测矢量”模块，据此计算k+1时刻的位置误差和速度误差、k+1时刻的位置误差和速度误差以及“组合导航输出”包含的“k时刻的位置速度信息”，位置与速度分别求和得出“k+1时刻的位置速度信息”，“k+1时刻观测矢量”模块接收k+1时刻的位置速度信息，估算求出k+1时刻的码相位误差和载波频率误差，再将其传递到本地载波/码NCO模块；最后，本地载波/码NCO模块对载波/码相关器进行校正，构成矢量跟踪的载波/码跟踪环路电路。

本发明公开的一种超紧组合导航定位系统及方法，利用所述主控制器采集并处理INS测量单元的惯导信息，利用协处理器采集并构建矢量跟踪环电路处理卫星导航信息，矢量跟踪环电路通过处理卫星RF信号处理器输出的数字中频信号，复制出与接收到的信号相一致的本地伪码与载波信号，由此来实现对信号的捕获与跟踪。在所述主控制器所构建的组合导航滤波器中，对惯性导航和卫星导航的位置与速度增量进行差分处理，利用组合导航输出的信息解算出载车相对于卫星的多普勒频移估计值，将其引入本地载波/码NCO模块中，减小跟踪环路的带宽，使卫星导航接收机信息与惯性导航信息进行深度耦合。本系统采用了矢量跟踪环路，使GNSS信号的载噪比增大，在载波/码相关器模块利用FFT算法，在多普勒频移维度进行并行处理，加快捕获卫星信号的速度，实现了组合导航的相互辅助，减小接收机沿信号传播方向的动态性，增强高动态下接收机对信号的跟踪锁定能力，从而使组合导航系统的抗干扰能力、鲁棒性、跟踪能力和导航精确度大大提升。

附图说明

图1为一种超紧组合导航定位系统及方法的硬件框图。

图2为一种超紧组合导航定位系统及方法的原理框图。

图3为一种超紧组合导航定位系统及方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种超紧组合导航定位系统，其硬件结构框图，请参见图1，包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF(Radio Frequency，射频)信号处理器、高精度天线，其中：

所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令；

所述协处理器用于数据采集以及构建矢量跟踪环电路；

所述通信模块用于实现所述主控制器与管理中心之间的数据通信；

所述显示屏模块用于执行所述主控制器的控制指令，显示超紧组合导航定位系统输出的定位信息；

所述INS测量单元用于响应所述主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；

所述卫星RF信号处理器通过天线接收所有可见导航卫星的信号，经前置滤波器和前置放大器滤波放大后，与本地振荡器产生的信号进行混频而下变频成中频(IF)信号，最后经模数(A/D)转换器转变成离散时间的数字中频信号；

所述高精度天线用于完成导航卫星信号射频信号的接收，把卫星播发的电磁波转换成便于处理的电信号并将信号发送至卫星RF信号处理器；

所述INS测量单元、显示屏、通信模块通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入输出接口)与所述主控制器电性连接；

所述主控制器通过FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)与所述协处理器电性连接；

所述卫星RF信号处理器与所述协处理器电性连接；

所述高精度天线与所述卫星RF信号处理器电性连接。

上述系统中，首先利用所述卫星RF信号处理器用于接收并处理卫星导航信息，将其发送至协处理器，同时地，利用所述INS测量单元响应所述主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；

其次，利用所述协处理器和所述INS测量单元的位置增量和速度增量差分处理后的数据作为组合导航滤波器的量测值，组合导航滤波器输出的误差修正值对所述INS测量单元的惯导信息进行误差修正，组合导航输出包括的k时刻的位置速度信息传递至所述协处理器的矢量观测模块中，通过对组合导航输出进行处理解算得出多普勒频移估计值，并将其反馈到所述协处理器的本地载波/码NCO模块中，减小跟踪环路的带宽，构成超紧组合导航方式；

最后，利用所述通信模块实现所述主控制器与管理中心之间的数据通信，同时利用所述显示屏模块将“组合导航输出”的定位信息在显示屏模块上显示。

进一步地，所述协处理器构建的矢量跟踪环电路包括有载波/码相关器模块、积分清零鉴别器模块、EKF(Extended Kalman Filter，扩展卡尔曼滤波器)模块、矢量观测模块以及本地载波/码NCO(Numerically Controlled Oscillator，数字控制振荡器)模块；

所述载波/码相关器模块用于接收卫星RF信号处理器的输出信号，捕获卫星信号，载波/码相关器模块内嵌FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)算法，通过接收本地产生的伪随机序列和卫星的伪随机序列相匹配，最终实现本地信号和卫星信号的粗同步，输出信号到积分清零鉴别器模块；

所述积分清零鉴别器模块用于接收载波/码相关器模块输出信号，计算出k时刻的码相位误差和载波频率误差；

所述EKF模块用于接收积分清零鉴别器模块输出信号，由EKF扩展卡尔曼最优估计算法，估算出k+1时刻的位置和速度；

所述矢量观测模块包括有“k时刻观测矢量”模块和“k+1时刻观测矢量”模块，“k时刻观测矢量”模块用于接收EKF模块输出的k+1时刻的位置和速度估算，据此计算k+1时刻的位置误差和速度误差；k+1时刻的位置误差和速度误差，以及“组合导航输出(校正后INS测量单元的输出)”包含的“k时刻的位置速度信息”，对位置和速度两者分别求和得出“k+1时刻的位置速度信息”，“k+1时刻观测矢量”模块用于接收k+1时刻的位置速度信息，估算求出k+1时刻的码相位误差和载波频率误差。

所述本地载波/码NCO模块用于接收矢量观测模块估计的k+1时刻码相位误差和载波频率误差，校正载波/码相关器模块；

所述矢量跟踪环电路通过处理卫星RF信号处理器(射频前端)输出的数字中频信号，复制出与接收到的信号相一致的本地伪码与载波信号，由此来实现对信号的捕获与跟踪。

本实施例中，所述组合导航滤波器用于接收协处理器输出的位置增量和速度增量以及对INS测量单元的惯导信息进行误差修正，输出估计的多普勒频移，并反馈到所述协处理器的本地载波/码NCO模块中，减小跟踪环路的带宽。

作为一种优选方式，所述主控制器为基于STM32F429主板的处理器，所述协处理器是型号为Virtex-5LX的FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)处理器，所述通信模块为SIM800 GPRS模块，所述INS测量单元包括有MPU6050、高度计、里程计，所述卫星RF信号处理器接收并处理卫星信号，输出处理后的卫星信号到载波/码相关器模块。所述卫星RF信号处理器的芯片型号为SFM953DEQ3；所述高精度天线为华信D-Helix天线。

上述系统中，先通过高精度天线实时采集卫星导航信号，在卫星RF信号处理器进行放大、滤波、变频等数据处理后，协处理器对卫星中频信号进行数据处理，所述INS测量单元、通信模块、显示屏模块均通过GPIO与所述主控制器完成数据传输，所述主控制器通过GPIO采集所述INS测量单元的陀螺仪数据，解算其位置和速度信息并推算位置和速度增量，在所述主控制器中对INS测量单元的位置增量和速度增量，以及卫星信息的位置增量和速度增量进行差分处理，组合导航滤波后，通过FSMC输出多普勒频移估计到所述协处理器的本地载波/码NCO模块，再由所述通信模块将所述主控制器输出的超紧组合导航定位数据，通过GPRS通信方式传送至管理中心，进行数据传输和数据交互，同时利用所述显示屏模块将“组合导航输出”的定位信息在显示屏模块上显示。

相比现有技术而言，本发明超紧组合导航定位系统是由GNSS卫星导航系统和INS惯导系统以超紧组合方式组成的。利用所述主控制器采集并处理INS测量单元的位置增量和速度增量，利用协处理器采集并处理卫星导航信息，在所述主控制器所构建的组合导航滤波器中，对惯性导航和卫星导航的位置与速度增量进行差分处理，利用组合导航输出的信息解算出载车相对于卫星的多普勒频移估计值，使卫星导航接收机信息与惯性导航信息进行深度耦合，实现了组合导航的相互辅助。将多普勒频移估计值引入卫星信号跟踪环路中，减小接收机沿信号传播方向的动态性，减小跟踪环路的带宽，增强高动态下接收机对信号的跟踪锁定能力，从而使组合导航系统的抗干扰能力、鲁棒性、跟踪能力、原始观测量的可信度和导航精确度大大提升。

为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种超紧组合导航定位方法，结合图1和图2所示，该方法基于一系统实现，所述系统包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF信号处理器、高精度天线，所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令，所述方法包括：

首先利用所述卫星RF信号处理器接收并处理导航卫星信号，将其发送至协处理器，同时地，利用所述INS测量单元响应所主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；

其次，利用所述协处理器输出的位置增量和速度增量，与所述INS测量单元输出的位置增量和速度增量，进行差分处理后作为组合导航滤波器的量测值，组合导航滤波器输出对所述INS测量单元的惯导信息进行误差修正，修正后的组合导航输出用于估计多普勒频移，再反馈到协处理器的本地载波/码NCO模块中，构成超紧组合导航方式；

最后，利用所述通信模块实现所述主控制器与管理中心之间的GPRS数据通信，同时利用所述显示屏模块将“组合导航输出”的定位信息在显示屏模块上显示。

作为一种优选方式，所述系统包括有协处理器，所述协处理器用于构建矢量跟踪环电路，所述矢量跟踪环电路包括有载波/码相关器模块、积分清零鉴别器模块、EKF模块、矢量观测模块以及本地NCO模块，所述方法包括：

首先，所述载波/码相关器模块接收卫星RF信号处理器的输出信号，使用FFT算法对捕获的卫星信号进行处理，通过接收本地产生的伪随机序列和卫星的伪随机序列相匹配，实现本地信号和卫星信号的粗同步，输出解算后的信息到所述积分清零鉴别器模块；

其次，积分清零鉴别器模块计算出k时刻的码相位误差和载波频率误差给EKF模块；

然后，所述EKF模块输出k+1时刻的位置和速度估算值，再发送给“k时刻观测矢量”模块，据此计算k+1时刻的位置误差和速度误差、k+1时刻的位置误差和速度误差以及“组合导航输出(校正后的INS测量单元的输出)”包含的“k时刻的位置速度信息”，位置与速度分别求和得出“k+1时刻的位置速度信息”，“k+1时刻观测矢量”模块接收k+1时刻的位置速度信息，估算求出k+1时刻的码相位误差和载波频率误差，再将其传递到本地载波/码NCO模块；

最后，本地载波/码NCO模块对载波/码相关器进行校正，构成矢量跟踪的载波/码跟踪环路电路。

在本发明的优选实施例中，一种超紧组合导航定位系统及方法的工作流程请参见图3，其包括有：步骤S1，主控制器构建组合导航滤波器；步骤S2，协处理器构建矢量跟踪环回路；步骤S3，高精度天线接收卫星信号并传递给卫星RF信号处理器；步骤S4，协处理器处理卫星RF信号处理器信息；步骤S5，主控制器处理INS测量单元的数据信息；步骤S6，矢量跟踪环电路进行数据处理；步骤S7，组合导航滤波器进行数据处理；步骤S8，误差修正。组合导航滤波器输出的误差修正值是代数值，与所述INS测量单元的惯导信息进行代数和运算，完成惯导信息误差修正，修正后得到组合导航输出。组合导航输出包括有k时刻的位置速度信息，将其反馈至步骤S6矢量跟踪环电路；步骤S9，多普勒频移估计。通过组合导航输出解算求得多普勒频移估计值，将其反馈至步骤S4，至所述协处理器的本地载波/码NCO模块中，构成一种超紧组合导航定位系统及方法。

通信模块是车辆和管理中心平台进行数据交互的接口。通信模块采用结构紧凑的SIM800 GPRS模块，GPRS网络使用TCP/IP协议，可以向管理中心传送车辆的全部信息，同时接收管理中心反馈回来的指令、终端各种参数的设置，实现车辆和管理中心的无线通信。通信内容主要有：传输采集、统计得到的数据，包括定位数据、车辆状态数据、里程统计数据；接收来自中心管理平台的指令，包括报警解除、紧急关闭、定位模式设置等。

本发明公开的一种超紧组合导航定位系统及方法，利用所述主控制器采集并处理INS测量单元的惯导信息，利用协处理器采集并处理卫星导航信息，在所述主控制器所构建的组合导航滤波器中，对惯性导航和卫星导航位置与速度增量进行差分处理，利用组合导航输出解算求得的载车相对于卫星的多普勒频移估计值，反馈至协处理器矢量跟踪环电路，使卫星导航接收机信息与惯性导航信息进行深度耦合，实现了组合导航的相互辅助，减小接收机沿信号传播方向的动态性，增强高动态下接收机对信号的跟踪锁定能力，从而使组合导航系统的抗干扰能力、鲁棒性、跟踪能力和导航精确度大大提升。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种超紧组合导航定位系统，其特征在于，包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF信号处理器、高精度天线，其中：

所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令；

所述协处理器用于数据采集以及构建矢量跟踪环电路；

所述通信模块用于实现所述主控制器与管理中心之间的数据通信；

所述显示屏模块用于执行所述主控制器的控制指令，显示超紧组合导航定位系统输出的定位信息；

所述INS测量单元用于响应所述主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；

所述卫星RF信号处理器通过天线接收所有可见导航卫星的信号，经前置滤波器和前置放大器滤波放大后，与本地振荡器产生的信号进行混频而下变频成中频信号，最后经模数转换器转变成离散时间的数字中频信号；

所述高精度天线用于完成导航卫星信号射频信号的接收，把卫星播发的电磁波转换成便于处理的电信号并将信号发送至卫星RF信号处理器。

2.如权利要求1所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述协处理器构建的矢量跟踪环电路包括有载波/码相关器模块、积分清零鉴别器模块、EKF模块、矢量观测模块以及本地载波/码NCO模块；

所述载波/码相关器模块用于接收卫星RF信号处理器的输出信号，捕获卫星信号，载波/码相关器模块内嵌FFT算法，通过接收本地产生的伪随机序列和卫星的伪随机序列相匹配，最终实现本地信号和卫星信号的粗同步，输出信号到积分清零鉴别器模块；

所述积分清零鉴别器模块用于接收载波/码相关器模块输出信号，计算出k时刻的码相位误差和载波频率误差；

所述EKF模块用于接收积分清零鉴别器模块输出信号，由EKF扩展卡尔曼最优估计算法，估算出k+1时刻的位置和速度；

所述矢量观测模块包括有“k时刻观测矢量”模块和“k+1时刻观测矢量”模块，“k时刻观测矢量”模块用于接收EKF模块输出的k+1时刻的位置和速度估算，据此计算k+1时刻的位置误差和速度误差；k+1时刻的位置误差和速度误差，以及“组合导航输出”包含的“k时刻的位置速度信息”，对位置和速度两者分别求和得出“k+1时刻的位置速度信息”，“k+1时刻观测矢量”模块用于接收k+1时刻的位置速度信息，估算求出k+1时刻的码相位误差和载波频率误差；

所述本地载波/码NCO模块用于接收矢量观测模块估计的k+1时刻码相位误差和载波频率误差，校正载波/码相关器模块；

所述矢量跟踪环电路通过处理卫星RF信号处理器输出的数字中频信号，复制出与接收到的信号相一致的本地伪码与载波信号，由此来实现对信号的捕获与跟踪。

3.如权利要求2所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述组合导航滤波器用于接收协处理器输出的位置增量和速度增量以及对INS测量单元的惯导信息进行误差修正，输出估计的多普勒频移，并反馈到所述协处理器的本地载波/码NCO模块中，减小跟踪环路的带宽。

4.如权利要求1所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述主控制器为基于STM32F429主板的处理器。

5.如权利要求1所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述协处理器是型号为Virtex-5 LX的FPGA处理器。

6.如权利要求1所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述通信模块为SIM800GPRS模块。

7.如权利要求1所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述卫星RF信号处理器接收并处理卫星信号，输出处理后的卫星信号到载波/码相关器模块。所述卫星RF信号处理器的芯片型号为SFM953DEQ3。

8.如权利要求1所述的超紧组合导航定位系统，其特征在于，所述高精度天线为华信D-Helix天线。

9.一种超紧组合导航定位方法，其特征在于，该方法基于一系统实现，所述系统包括有主控制器、协处理器、通信模块、显示屏模块、INS测量单元、卫星RF信号处理器、高精度天线，所述主控制器用于构建组合导航滤波器以及发出命令，所述方法包括：

首先利用所述卫星RF信号处理器接收并处理导航卫星信号，将其发送至协处理器，同时地，利用所述INS测量单元响应所主控制器发出的命令，对预设的陀螺仪、加速度计、倾角传感器数据进行采集；

其次，利用所述协处理器输出的位置增量和速度增量，与所述INS测量单元输出的位置增量和速度增量，进行差分处理后作为组合导航滤波器的量测值，组合导航滤波器输出对所述INS测量单元的惯导信息进行误差修正，修正后的组合导航输出用于估计多普勒频移，再反馈到协处理器的本地载波/码NCO模块中，构成超紧组合导航方式；

最后，利用所述通信模块实现所述主控制器与管理中心之间的GPRS数据通信，同时利用所述显示屏模块显示超紧组合导航定位系统输出的定位信息。

10.如权利要求9所述的超紧组合导航定位方法，其特征在于，所述系统包括有协处理器，所述协处理器用于构建矢量跟踪环电路，所述矢量跟踪环电路包括有载波/码相关器模块、积分清零鉴别器模块、EKF模块、矢量观测模块以及本地NCO模块，所述方法包括：

首先，所述载波/码相关器模块接收卫星RF信号处理器的输出信号，使用FFT算法对捕获的卫星信号进行处理，通过接收本地产生的伪随机序列和卫星的伪随机序列相匹配，实现本地信号和卫星信号的粗同步，输出解算后的信息到所述积分清零鉴别器模块；

其次，积分清零鉴别器模块计算出k时刻的码相位误差和载波频率误差给EKF模块；

然后，所述EKF模块输出k+1时刻的位置和速度估算值，再发送给“k时刻观测矢量”模块，据此计算k+1时刻的位置误差和速度误差、k+1时刻的位置误差和速度误差以及“组合导航输出”包含的“k时刻的位置速度信息”，位置与速度分别求和得出“k+1时刻的位置速度信息”，“k+1时刻观测矢量”模块接收k+1时刻的位置速度信息，估算求出k+1时刻的码相位误差和载波频率误差，再将其传递到本地载波/码NCO模块；

最后，本地载波/码NCO模块对载波/码相关器进行校正，构成矢量跟踪的载波/码跟踪环路电路。