[发明专利]一种抗GPS失效的车载组合导航方法

权利要求书

1.一种抗GPS(全球定位系统)失效的车载组合导航方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)利用静态数据估计陀螺零偏误差：以陀螺零偏误差为状态变量建立状态方程，利用最近的停驶状态数据、采用加权滤波技术实时估计陀螺零偏误差；

(2)利用动态卷积相关法估计GPS、陀螺、速度传感器三类传感器测量数据相对时间延迟，被估计的时间延迟源包括：各个采集系统时钟不统一、信号处理速度差异、传感器敏感机理导致的测量不同步等。依据相关函数的峰值计算相对时间延迟，并移位校准GPS、陀螺和速度传感器三类传感器的输出数据；

(3)采用新息正交滑窗平均滤波器剔除(2)中三类传感器原始数据野值：通过新息正交滑窗平均滤波器给出每个原始数据的滤波估计值和置信度，依据置信度剔除野值，并在剔除野值位置补充给出估计值，降低数据离散度，提高系统可靠性和精度；

(4)实时在线估计陀螺和速度传感器误差系数：在GPS有效时，实时在线计算GPS与陀螺/速度传感器组合导航系统的航向、速度偏差，对差序列进行卡尔曼滤波，估计陀螺和速度传感器的动态误差系数；

(5)当GPS失效时，利用拟合得到的误差漂移规律校正陀螺和速度传感器原始输出，校正后的陀螺和速度传感器输出经递推算法给出车辆位置和航向信息。

2.根据权利要求1所述的一种抗GPS失效的车载组合导航方法，其特征在于：利用最近3分钟的静止状态陀螺数据经过加权滤波估计陀螺零偏误差，加权原则是：越早获得的陀螺数据加权值越小，越晚获得的陀螺数据加权值越大。

3.根据权利要求1所述的一种抗GPS失效的车载组合导航方法，其特征在于：所述的加权滤波不仅估计当前时刻陀螺零偏误差，还进一步拟合出陀螺零偏误差随时间变化的趋势。

4.根据权利要求1所述的一种抗GPS失效的车载组合导航方法，其特征在于：所述的动态卷积相关法是将最近3分钟内的GPS、陀螺、速度传感器数据进行两两类数据之间的卷积相关，由卷积相关输出的极值确定最佳匹配点和相对时间延迟量。依据相对时间延迟量进行移位对齐GPS、陀螺和速度传感器数据。

5.根据权利要求1所述的一种抗GPS失效的车载组合导航方法，其特征在于：所述的动态卷积相关法在全程导航中实时进行，动态更新GPS、陀螺、速度传感器数据之间的相对时间延迟量。

6.根据权利要求1所述的一种抗GPS失效的车载组合导航方法，其特征在于：所述的新息正交滑窗平均滤波器采用新息正交判断和滑窗平均滤波相结合的技术路线。所述的新息正交判断利用测量野值与正常测量值不正交的特点，通过判断最新测量值(新息)随机过程的正交性来判断其中是否存在野值。

7.根据权利要求6所述的滑窗平均滤波以当前最新测量值为起点，对之前固定长度的最新测量数据序列进行平均，替代当前最新测量值，达到降低噪声的目的。

8.根据权利要求1所述的实时在线估计陀螺和速度传感器误差系数的卡尔曼滤波器，以陀螺和速度传感器动态误差为状态变量，以GPS航向和速度为观测值进行实时滤波估计误差系数。

9.根据权利要求1所述的一种抗GPS失效的车载组合导航方法，其特征在于：所述的实时在线估计陀螺和速度传感器误差系数，根据路况分为直线段误差系数和转弯段误差系数。