CN117092665B - 一种组合导航设备抗多径干扰的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合导航设备抗多径干扰的方法及系统,面对多径干扰的场景,通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值,通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断,通过判断得到的结果进行对应的第一导航方案、第二导航方案或第三导航方案进行多方案组合导航,解决现有技术中导航设备面对多径干扰时导航结果被恶化,导航准确性低的问题,大大提高作业效率。
Description
技术领域
本申请涉及导航定位技术领域,具体的涉及一种组合导航设备抗多径干扰的方法及系统。
背景技术
港口集装箱装卸操作是在区域封闭式的场景下完成的,自动驾驶技术在这种场景下得到越来越广泛的应用。当港口船舶靠岸,自动驾驶车辆需要停在岸桥下进行集装箱装卸操作,目前高精度组合导航定位设备是自动驾驶车辆自主规划路径并到达指定位置主要依赖的设备。
由于岸桥是由金属钢架构成,卫星导航信号经过多次反射被组合导航设备接收,卫导模块解算的位置因受到多径干扰而存在很大的误差,由于多径信号的复杂多样,现有技术无法完全消除多径干扰的影响,在岸桥下因卫导提供的位置不准确同时没有被检测出来,最终恶化了组合导航定位结果,影响作业效率。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中导航设备面对多径干扰时导航结果被恶化,导航准确性低的问题。
为了解决上述问题,本发明提出了一种组合导航设备抗多径干扰的方法,包括:通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值;
通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断;
当确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航;
当确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航;
当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断;
当确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航;
当确定工作不超时时,继续采用第二导航方案进行导航。
本发明所提供的一种组合导航的规划手段,使得在作业过程中,面对多径干扰影响,判断实时坐标值与预设坐标值的关系以及惯性导航独立工作时间与预设工作时间阈值的关系,考虑采用第一导航方案或第二导航方案或第三导航方案,多途径的导航结果精确化,使得在面对多径干扰场景时,有多种导航手段,有效防止导航结果被恶化而导致导航准确性降低,影响作业效率。
进一步的,所述采用第一导航方案进行导航,具体为:
将卫星导航的位置速度信息,与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行组合导航。
进一步的,所述采用第二导航方案进行导航,具体为:
不对卡尔曼滤波器的观测值进行更新,通过卡尔曼滤波器的预测算法,使惯性导航一直独立工作在预测阶段,并生成预测值,惯性导航根据所述预测值提供位置信息进行导航。
本发明考虑了卫星导航结果在受到多径干扰时存在很大的导航结果误差,因此在实际作业过程中对于误差结果进行剔除,采用惯性导航独立工作的导航方式避免了因卫星导航的结果误差而恶化导航结果的问题,使得在面对多径干扰的场景下,本发明能够使用多种导航方式结合的手段,从而提高导航结果准确性。
进一步的,所述采用第三导航方案进行导航,具体为:
将预设坐标值与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第二观测值进行更新,并根据更新后的第二观测值采用预设坐标保持技术进行组合导航。
本发明考虑了惯性导航独立工作时存在缓慢漂移的误差,并且会随着时间的积累误差值变大,在长时间利用后,采用预设坐标保持技术消除累积误差,防止导航结果被恶化使导航准确性降低。
进一步的,当采用第二导航方案进行导航时,实时接收下一个偏离判断结果,当所述下一个的偏离判断结果变更为确定不偏离时,结束当前惯性导航预测值的更新状态,再次采用第一导航方案进行导航;
当采用第三导航方案进行导航时,实时接收下一个卫星定位数据,并对其进行偏离判断,当判断结果为确定不偏离时,则结束当前卡尔曼滤波器的第二观测值更新状态,而采用第一导航方案进行导航。
进一步的,通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值,具体为:
预设场景地图坐标系,接收卫星定位数据,将所述卫星定位数据转换成为对应所述预设场景地图坐标系的实时坐标值;
且在所述预设场景地图坐标系中确定预设坐标值。
进一步的,所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断,具体为:
所述实时坐标值等于所述预设坐标值,确定不发生偏离;
所述实时坐标值不等于所述预设坐标值,确定发生偏离。
进一步的,所述惯性导航的独立工作时间与预设工作时间阈值进行超时判断,具体为:
当惯性导航独立工作时间大于或等于预设工作时间阈值时,确定工作超时;
当惯性导航独立工作时间小于设定的工作时间阈值,确定工作不超时。
本发明还提出了一种组合导航设备抗多径干扰的系统,包括:转换模块、偏离判断模块、第一导航模块、第二导航模块、超时判断模块和第三导航模块;
其中,所述转换模块用于通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值;
所述偏离判断模块用于通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断;
所述第一导航模块用于当所述偏离判断模块确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航;
所述第二导航模块用于当所述偏离判断模块确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航;
所述超时判断模块用于当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断;
所述第三导航模块用于当超时判断模块确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航;
所述第二导航模块还用于当超时判断模块确定工作不超时时,继续采用第二导航方案进行导航。
本发明所提供的一种组合导航设备抗多径干扰的系统,偏离判断模块和超时判断模块发松信号驱动第一导航模块、第二导航模块和第三导航模块工作,在面对多径干扰的场景,采用不同的工作模式,多途径保持导航结果的精确度,有效防止导航结果被恶化而使导航准确度降低,各模块通过信号的接收和发送协同作用,提高了作业效率。
进一步的,所述转换模块、偏离判断模块、第一导航模块、第二导航模块、超时判断模块和第三导航模块,还包括:
所述第一导航模块包括:第一偏离判断信号接收器、第一卫星导航设备、第一惯性导航设备和第一卡尔曼滤波器;
所述第二导航模块包括:第二偏离判断信号接收器、第一超时判断信号接收器、第二惯性导航设备和第二卡尔曼滤波器;
所述第三导航模块包括:第二超时判断信号接收器、第三惯性导航设备和第三卡尔曼滤波器;
所述转换模块包括:第二卫星导航设备、地图坐标系存储器、数据处理器;
所述偏离判断模块读取所述转换模块的实时坐标值数据;
所述超时判断模块读取第二惯性导航设备独立工作时间数据。
进一步的,所述第一导航模块用于当所述偏离判断模块确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航,具体为:
当所述第一导航模块在所述第一偏离判断信号接收器接收到确定不发生偏离信号时,控制所述第一卡尔曼滤波器将所述第一卫星导航设备和所述第一惯性导航设备的位置速度信息作差后作为第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行导航。
进一步的,所述第二导航模块用于当所述偏离判断模块确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航,具体为:
当所述第二导航模块在所述第二偏离判断信号接收器接收到确定发生偏离信号或第一超时判断信号接收器接收到确定工作不超时信号时,控制所述第二惯性导航设备处于独立工作状态,同时控制所述第二卡尔曼滤波器开始进行预设的预测算法生成预测值,控制所述第二惯性导航设备根据所述预测值进行导航。
进一步的,所述第三导航模块用于当超时判断模块确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航,具体为:
当所述第三导航模块在所述第二超时判断信号接收器接收到确定工作超时信号时,控制第三卡尔曼滤波器将所述预设坐标值与所述第三惯性导航设备的位置速度信息作差后作为第二观测值进行更新,并根据更新后的所述第二观测值进行导航。
进一步的,当所述第二导航模块或所述第三导航模块进行导航工作时,实时监测所述偏离判断模块发送的判断信号;
当所述偏离判断模块发出确定不发生偏离信号时,第一导航模块工作,并进行导航。
进一步的,所述转换模块用于通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值,具体为:
数据处理器获取第二卫星导航设备采集的定位数据,将所述卫星定位数据转换成为在预设场景地图坐标系中对应的实时坐标值;其中,所述预设坐标值由所述预设场景地图坐标系而确定,所述预设场景地图坐标系存储在地图坐标系存储器中。
进一步的,所述偏离判断模块用于通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断,具体为:
当所述实时坐标值等于所述预设坐标值,则确定不发生偏离,发出确定不发生偏离信号;
当所述实时坐标值不等于所述预设坐标值,则确定发生偏离,发出确定发生偏离信号。
进一步的,所述超时判断模块用于当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断,具体为:
当所述第二惯性导航设备独立工作时间大于或等于预设工作时间阈值时,确定工作超时,发出确定工作超时信号;
当所述第二惯性导航设备独立工作时间小于预设工作时间阈值时,确定工作不超时,发出确定工作时间不超时信号。
附图说明
图1为本发明某一实施例提供的组合导航设备抗多径干扰方法的步骤流程图;
图2为本发明某一实施例提供的组合导航设备抗多径干扰系统的结构框图;
图3、图4为本发明某一实施例提供的组合导航设备抗多径干扰方法的仿真实验图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种组合导航设备抗多径干扰的方法及系统进一步说明。
实施例1
参见图1所示,本发明实施例提供了一种组合导航设备抗多径干扰的方法,包括步骤101至步骤107,各步骤流程具体如下:
步骤101,通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值;
作为本实施例的一种举例,本发明可以运用于存在卫星导航设备的场景中,通过卫星导航获取卫星定位数据,将所述卫星定位数据转换成为在预设场景地图坐标系中对应的实时坐标值,所述卫星定位数据根据比例尺转换计算得到的匹配预设场景地图坐标系的坐标值;其中,所述预设坐标值由所述预设场景地图坐标系而确定,所述场景地图坐标系可由包括但不仅限于卫星导航map系统生成场景地图,并以某一参照物作为原点,延展出坐标系并记录在导航设备中。
步骤102,通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断;
作为本实施例的一种举例,当所述实时坐标值等于所述预设坐标值,则确定不发生偏离;当所述实时坐标值不等于所述预设坐标值,则确定发生偏离。
步骤103,当确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航;
作为本实施例的一种举例,在某一运行场景中,导航设备在接收到确定不发生偏离的信号后,采用所述第一导航方案进行导航,具体为:将卫星导航的位置速度信息,与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行组合导航。
步骤104,当确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航;
作为本实施例的一种举例,在某一运行场景中,导航设备在接收到确定发生偏离信号后,剔除卫星导航的位置速度信息,并采用所述第二导航方案进行导航,具体为:控制惯性导航处于独立工作状态,并根据卡尔曼滤波器预设的预测算法,生成惯性导航的预测值;控制所述惯性导航根据所述预测值进行导航。
如本实施例举例所述,本发明考虑了卫星导航结果在受到多径干扰时存在很大的导航结果误差,因此在实际作业过程中对于误差结果进行剔除,采用惯性导航独立工作的导航方式避免了因卫星导航的结果误差而恶化导航结果的问题,使得在面对多径干扰的场景下,本发明能够使用多种导航方式结合的手段,从而提高导航结果准确性。
步骤105,当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断;
作为本实施例的一种举例,当惯性导航独立工作时间大于或等于预设工作时间阈值时,确定工作超时;当惯性导航独立工作时间小于预设工作时间阈值时,确定工作不超时。
步骤106,当确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航;
作为本实施例的一种举例,在某一运行场景中,导航设备在接收到惯性导航独立工作超时的信号,将采用所述第三导航方案进行导航,具体为:将预设坐标值与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第二观测值进行更新,并根据更新后的第二观测值进行导航。所述第二导航方案与第一导航方案不同的是,用预设坐标值代替卫星导航的速度位置信息,既考虑了惯性导航独立工作时存在缓慢漂移的误差,并且会随着时间的积累误差值变大,又在惯性导航长时间独立工作后,采用预设坐标保持技术消除累积误差,防止导航结果被恶化使导航准确性降低。
步骤107,当确定工作不超时时,继续采用第二导航方案进行导航。
作为本实施例的另一种举例,当采用第二导航方案或第三导航方案进行导航时,实时监测是否发生偏离,生成实时判断结果;当所述实时判断结果为不偏离时,采用第一导航方案进行导航。
由步骤101至步骤107所述的组合导航规划方法,具体阐述了本发明所提供的一种组合导航的规划手段,使得在作业过程中,面对多径干扰影响,判断实时坐标值与预设坐标值的关系以及惯性导航独立工作时间与预设工作时间阈值的关系,考虑采用第一导航方案或第二导航方案或第三导航方案,多途径的导航结果精确化,使得在面对多径干扰场景时,有多种导航手段,有效防止导航结果被恶化而导致导航准确性降低,影响作业效率。
实施例2
如图2所示,本发明提供的一种组合导航设备抗多径干扰的系统,其结构包括:转换模块215、偏离判断模块219、第一导航模块201、第二导航模块206、超时判断模块220和第三导航模块211;
其中,所述转换模块215用于通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值;所述偏离判断模块219用于通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断;所述第一导航模块201用于当所述偏离判断模块219确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航;所述第二导航模块206用于当所述偏离判断模块219确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航;所述超时判断模块220用于当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断;所述第三导航模块211用于当超时判断模块220确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航;所述第二导航模块206还用于当超时判断模块220确定工作不超时时,继续采用第二导航方案进行导航。
作为本实施例的一种举例,所述第一导航模块201包括:第一偏离判断信号接收器202、第一卫星导航设备203、第一惯性导航设备204和第一卡尔曼滤波器205;当所述第一导航模块201在所述第一偏离判断信号接收器202接收到确定不发生偏离信号时,控制所述第一卡尔曼滤波器205将所述第一卫星导航设备203和所述第一惯性导航设备204的位置速度信息作差后作为第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行导航,本举例所述的模块可以运行包括但不仅限于实施例1所述步骤103的所有内容。
作为本实施例的一种举例,所述第二导航模块206包括:第二偏离判断信号接收器207、第二惯性导航设备208、第二卡尔曼滤波器209和第一超时判断信号接收器210;当所述第二导航模块206在所述第二偏离判断信号接收器207接收到确定发生偏离信号或第一超时判断信号接收器210接收到确定工作不超时信号时,控制所述第二惯性导航设备208处于独立工作状态,同时控制所述第二卡尔曼滤波器209开始进行预设的预测算法生成预测值,控制所述第二惯性导航设备208根据所述预测值进行导航,本举例所述的模块可以运行包括但不仅限于实施例1所述步骤104的所有内容。
作为本实施例的一种举例,所述第三导航模块211包括:第二超时判断信号接收器212、第三惯性导航设备213和第三卡尔曼滤波器214;当所述第三导航模块211在所述第二超时判断信号接收器212接收到确定工作超时信号时,控制第三卡尔曼滤波器214将所述预设坐标值与所述第三惯性导航设备213的位置速度信息作差后作为第二观测值进行更新,并根据更新后的所述第二观测值进行导航,本举例所述的模块可以运行包括但不仅限于实施例1所述步骤106的所有内容。
作为本实施例的另一种举例,当所述第二导航模块206或所述第三导航模块211进行导航工作时,实时监测所述偏离判断模块219发送的判断信号;当所述偏离判断模块219发出确定不发生偏离信号时,第一导航模块201工作,并进行导航。
作为本实施例的另一种举例,转换模块215包括:第二卫星导航设备216、地图坐标系存储器217、数据处理器218;数据处理器218获取第二卫星导航设备216采集的定位数据,将所述卫星定位数据转换成为在预设场景地图坐标系中对应的实时坐标值;其中,所述预设坐标值由所述预设场景地图坐标系而确定,所述预设场景地图坐标系存储在地图坐标系存储器217中,本举例所述的模块可以运行包括但不仅限于实施例1所述步骤101的所有内容。
作为本实施例的另一种举例,所述偏离判断模块219读取所述转换模块215的实时坐标值数据;当所述实时坐标值等于所述预设坐标值,则确定不发生偏离,发出确定不发生偏离信号;当所述实时坐标值不等于所述预设坐标值,则确定发生偏离,发出确定发生偏离信号,本举例所述的模块可以运行包括但不仅限于实施例1所述步骤102的所有内容。
作为本实施例的一种举例,所述超时判断模块220读取第二惯性导航设备208独立工作时间数据;当所述第二惯性导航设备208独立工作时间大于或等于预设工作时间阈值时,确定工作超时,发出确定工作超时信号;当所述第二惯性导航设备208独立工作时间小于预设工作时间阈值时,确定工作不超时,发出确定工作时间不超时信号,本举例所述的模块可以运行包括但不仅限于实施例1所述步骤105的所有内容。
本实施例具体阐述本发明所提供的一种组合导航设备抗多径干扰的系统,偏离判断模块和超时判断模块发松信号驱动第一导航模块、第二导航模块和第三导航模块工作,在面对多径干扰的场景,采用不同的工作模式,多途径保持导航结果的精确度,有效防止导航结果被恶化而使导航准确度降低,各模块通过信号的接收和发送协同作用,提高了作业效率。
实施例3
本实施例提供一种将本发明模拟运用于港口集装箱卸货场景的实际应用实验,车辆导航设备建立并存储预设如图3所示的场景地图坐标系,车道线Y1为预设坐标值,坐标O为车辆位置的实时坐标值;
车辆行驶至岸桥下等待集装箱装卸,其位于标准的车道线内,此时车辆位置坐标O的Y值等于Y1,当车辆开始工作时,车辆所装载的组合导航系统内的偏离判断模块对坐标O的值与Y1的值进行偏离判断,若偏离判断结果超过允许偏差的最大误差范围,即确定车辆偏离,则认为第一卫星导航设备输出的值受到多径信号干扰,抛弃此值,并不对车载卡尔曼滤波器的观测值进行更新,通过所述车载卡尔曼滤波器的预测算法,使车载惯性导航一直独立工作在预测阶段,并生成预测值,所述车载惯性导航根据所述预测值提供位置信息进行导航(第二导航方案);若偏离判断结果未超过允许偏差的最大误差范围,即确定车辆不偏离,则认为第一导航设备未受到信号干扰,此时将车载卫星导航的位置速度信息,与所属车载惯性导航的位置速度信息作差后作为所述车载卡尔曼滤波器的第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行组合导航(第一导航方案);
如果第一卫星导航设备连续收到多径干扰,车辆搭载的所述组合导航系统内的超时判断模块开始工作,当判断第二惯性导航设备独立工作时间确定超时时,将Y1与所述车载惯性导航的位置速度信息作差后作为所述车载卡尔曼滤波器的第二观测值进行更新,并根据更新后的第二观测值采用预设坐标保持技术进行组合导航(第三导航的方案),给用户提供准确的位置,若判断第二惯性导航设备独立工作确定未超时时,则保持采用第二导航方案进行导航。
如图4所示的本实施例的某一次模拟实验数据曲线图,当Y1值被设定为710m时,进行基于实施例1和实施例2的模拟仿真实验,且当车辆行进至X=1500m时结束后仅采用第一导航方案。
实现结果显示当X<1500m时,车辆在岸桥下轨迹平稳,没有因为多径干扰而引起位置跳点;由于第一卫星导航设备在X>1500m时持续收到多径干扰,因此车辆导航轨迹出现位置跳点。
通过对实验结果的分析可知,在采用本发明提供的一种组合导航设备抗多径干扰的方法及系统,可以保持导航结果的准确度,防止导航结果被恶化,大大提高了导航结果的精确度,由此提升作业效率。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种组合导航设备抗多径干扰的方法,其特征在于,包括:
通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值;
通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断;
当确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航;其中,所述第一导航方案具体为:将卫星导航的位置速度信息,与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行组合导航;
当确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航;其中,所述第二导航方案具体为:控制惯性导航处于独立工作状态,并根据卡尔曼滤波器预设的预测算法,生成惯性导航的预测值;控制所述惯性导航根据所述预测值进行导航;
当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断;
当确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航;其中,所述第三导航方案具体为:将预设坐标值与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第二观测值进行更新,并根据更新后的第二观测值进行导航;
当确定工作不超时时,继续采用第二导航方案进行导航。
2.根据权利要求1所述的一种组合导航设备抗多径干扰的方法,其特征在于,
当采用第二导航方案或第三导航方案进行导航时,实时监测是否发生偏离,生成实时判断结果;
当所述实时判断结果为不偏离时,采用第一导航方案进行导航。
3.根据权利要求1所述的一种组合导航设备抗多径干扰的方法,其特征在于,通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值,具体为:
通过卫星导航获取卫星定位数据,将所述卫星定位数据转换成为在预设场景地图坐标系中对应的实时坐标值;其中,所述预设坐标值由所述预设场景地图坐标系而确定。
4.根据权利要求1所述的一种组合导航设备抗多径干扰的方法,其特征在于,通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断,具体为:
当所述实时坐标值等于所述预设坐标值,则确定不发生偏离;
当所述实时坐标值不等于所述预设坐标值,则确定发生偏离。
5.根据权利要求1所述的一种组合导航设备抗多径干扰的方法,其特征在于,通过所述惯性导航的独立工作时间与预设工作时间阈值进行超时判断,具体为:
当惯性导航独立工作时间大于或等于预设工作时间阈值时,确定工作超时;
当惯性导航独立工作时间小于预设工作时间阈值时,确定工作不超时。
6.一种组合导航设备抗多径干扰的系统,其特征在于,包括:转换模块、偏离判断模块、第一导航模块、第二导航模块、超时判断模块和第三导航模块;
其中,所述转换模块用于通过卫星导航获取卫星定位数据,转换为实时坐标值;
所述偏离判断模块用于通过所述实时坐标值结果与预设坐标值进行偏离判断;
所述第一导航模块用于当所述偏离判断模块确定不发生偏离时,采用第一导航方案进行导航;其中,所述第一导航方案具体为:将卫星导航的位置速度信息,与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第一观测值进行更新,并根据更新后的第一观测值采用松组合的方式进行组合导航;
所述第二导航模块用于当所述偏离判断模块确定发生偏离时,采用第二导航方案进行导航;其中,所述第二导航方案具体为:控制惯性导航处于独立工作状态,并根据卡尔曼滤波器预设的预测算法,生成惯性导航的预测值;控制所述惯性导航根据所述预测值进行导航;
所述超时判断模块用于当采用第二导航方案进行导航时,通过惯性导航的独立工作时间与预设时间阈值进行超时判断;
所述第三导航模块用于当超时判断模块确定工作超时时,采用第三导航方案进行导航;其中,所述第三导航方案具体为:将预设坐标值与惯性导航的位置速度信息作差后作为卡尔曼滤波器的第二观测值进行更新,并根据更新后的第二观测值进行导航;
所述第二导航模块还用于当超时判断模块确定工作不超时时,继续采用第二导航方案进行导航。
7.根据权利要求6所述的一种组合导航设备抗多径干扰的系统,其特征在于,所述转换模块、偏离判断模块、第一导航模块、第二导航模块、超时判断模块和第三导航模块,还包括:
所述第一导航模块包括:第一偏离判断信号接收器、第一卫星导航设备、第一惯性导航设备和第一卡尔曼滤波器;
所述第二导航模块包括:第二偏离判断信号接收器、第一超时判断信号接收器、第二惯性导航设备和第二卡尔曼滤波器;
所述第三导航模块包括:第二超时判断信号接收器、第三惯性导航设备和第三卡尔曼滤波器;
所述转换模块包括:第二卫星导航设备、地图坐标系存储器、数据处理器;
所述偏离判断模块读取所述转换模块的实时坐标值数据;
所述超时判断模块读取第二惯性导航设备独立工作时间数据。
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117705126B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-04-26 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | 一种农机的抗扰续航时间检测方法及装置 |
Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6282496B1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-08-28 | Visteon Technologies, Llc | Method and apparatus for inertial guidance for an automobile navigation system |
JP2007225459A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Clarion Co Ltd | 車載器 |
CN101858980A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-13 | 东南大学 | 一种车载基于gps软件接收机的智能超紧组合导航方法 |
CN107247275A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-10-13 | 上海交通大学 | 基于公交车的城市gnss脆弱性监测系统及其方法 |
CN108519615A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-11 | 河南科技学院 | 基于组合导航和特征点匹配的移动机器人自主导航方法 |
CN108732603A (zh) * | 2017-04-17 | 2018-11-02 | 百度在线网络技术(北京)有限公司 | 用于定位车辆的方法和装置 |
CN109917439A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-21 | 陕西中良智能科技有限公司 | 自动导引运输车及其组合定位导航方法和装置 |
CN110118988A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-13 | 上海擎感智能科技有限公司 | 一种组合定位方法及其装置 |
CN110631579A (zh) * | 2019-10-30 | 2019-12-31 | 安徽太湖画里天华实业有限公司 | 一种用于农业机械导航的组合定位方法 |
CN110779521A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-02-11 | 成都中科微信息技术研究院有限公司 | 一种多源融合的高精度定位方法与装置 |
CN111721289A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-29 | 北京百度网讯科技有限公司 | 车辆定位方法、装置、设备、存储介质及车辆 |
CN113358115A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-07 | 辽宁工程技术大学 | 一种基于gnss与ins的自适应导航定位系统和方法 |
CN114234969A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-25 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种导航定位方法、装置和电子设备 |
CN114415220A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-29 | 西南科技大学 | 一种gnss抑制干扰区域下的可信定位预测方法及系统 |
CN114509799A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-17 | 和芯星通科技(北京)有限公司 | 一种车载组合导航系统的定位方法和车载组合导航装置 |
CN114942025A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-08-26 | 广州导远电子科技有限公司 | 车辆导航定位方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN115390103A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-25 | 智道网联科技(北京)有限公司 | 卫星定位信号的异常检测方法、装置及电子设备 |
CN115979256A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-18 | 中北大学 | 一种基于人工信标的多源协同位姿确定方法、装置及系统 |
KR20230083465A (ko) * | 2021-12-03 | 2023-06-12 | 한국해양과학기술원 | 스마트 기기 기반 측위 정확도 향상 시스템 및 그 방법 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160146616A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | Alpine Electronics, Inc. | Vehicle positioning by map matching as feedback for ins/gps navigation system during gps signal loss |
US9611057B2 (en) * | 2015-03-24 | 2017-04-04 | Elwha Llc | Systems, methods and devices for satellite navigation |
-
2023
- 2023-08-03 CN CN202310970892.7A patent/CN117092665B/zh active Active
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6282496B1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-08-28 | Visteon Technologies, Llc | Method and apparatus for inertial guidance for an automobile navigation system |
JP2007225459A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Clarion Co Ltd | 車載器 |
CN101858980A (zh) * | 2010-05-18 | 2010-10-13 | 东南大学 | 一种车载基于gps软件接收机的智能超紧组合导航方法 |
CN108732603A (zh) * | 2017-04-17 | 2018-11-02 | 百度在线网络技术(北京)有限公司 | 用于定位车辆的方法和装置 |
CN107247275A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-10-13 | 上海交通大学 | 基于公交车的城市gnss脆弱性监测系统及其方法 |
CN108519615A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-11 | 河南科技学院 | 基于组合导航和特征点匹配的移动机器人自主导航方法 |
CN109917439A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-21 | 陕西中良智能科技有限公司 | 自动导引运输车及其组合定位导航方法和装置 |
CN110118988A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-13 | 上海擎感智能科技有限公司 | 一种组合定位方法及其装置 |
CN110631579A (zh) * | 2019-10-30 | 2019-12-31 | 安徽太湖画里天华实业有限公司 | 一种用于农业机械导航的组合定位方法 |
CN110779521A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-02-11 | 成都中科微信息技术研究院有限公司 | 一种多源融合的高精度定位方法与装置 |
CN111721289A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-29 | 北京百度网讯科技有限公司 | 车辆定位方法、装置、设备、存储介质及车辆 |
CN113358115A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-07 | 辽宁工程技术大学 | 一种基于gnss与ins的自适应导航定位系统和方法 |
KR20230083465A (ko) * | 2021-12-03 | 2023-06-12 | 한국해양과학기술원 | 스마트 기기 기반 측위 정확도 향상 시스템 및 그 방법 |
CN114234969A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-25 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种导航定位方法、装置和电子设备 |
CN114415220A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-29 | 西南科技大学 | 一种gnss抑制干扰区域下的可信定位预测方法及系统 |
CN114509799A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-17 | 和芯星通科技(北京)有限公司 | 一种车载组合导航系统的定位方法和车载组合导航装置 |
CN114942025A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-08-26 | 广州导远电子科技有限公司 | 车辆导航定位方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN115390103A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-25 | 智道网联科技(北京)有限公司 | 卫星定位信号的异常检测方法、装置及电子设备 |
CN115979256A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-18 | 中北大学 | 一种基于人工信标的多源协同位姿确定方法、装置及系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
"Indoor pedestrian displacement estimation using Smart phone inertial sensors";Shahid Ayub 等;《International Journal of Innovative Computing and Applications》;20210101;35–42 * |
"民航甚高频地空通信多径干扰的研究";刘旭 等;《大众科技》;20141020;43-45 * |
"车载BD/DR/MM组合导航定位精度研究";滕志军 等;《东北电力大学学报》;20170815;98-101 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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