[发明专利]原子钟、微惯性测量组合和导航系统的耦合方法及系统

权利要求书

1.一种芯片级原子钟、微惯性测量组合和卫星导航系统的耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：

对所述芯片级原子钟、微惯性测量组合和卫星导航系统进行时空初始对准；

开始进行导航循环，并分别获取所述芯片级原子钟、微惯性测量组合和卫星导航系统的数据序列，并对所述微惯性测量组合和卫星导航系统的数据序列进行时间同步；

获取当前可见卫星的个数，并判断所述当前可见卫星的个数是否为0；

如果所述当前可见卫星的个数不为0，则以所述芯片级原子钟提供精确时钟为辅助，通过所述微惯性测量组合和卫星导航系统所提供的数据序列构造耦合状态方程；

根据所述当前可见卫星与接收机之间的距离误差和距离变化率误差构造耦合量测方程；

对所述耦合状态方程和耦合量测方程进行组合滤波，并修正所述微惯性测量组合的误差。

2.如权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，还包括：

如果所述当前可见卫星的个数为0，则通过所述微惯性测量组合进行导航定位。

3.如权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，所述对所述芯片级原子钟、微惯性测量组合和卫星导航系统进行时空初始对准，包括：

通过所述卫星导航系统进行定位计算以获取接收机钟差恢复出卫星导航系统时，并根据所述卫星导航系统时对所述芯片级原子钟进行时间初始对准；

控制所述卫星导航系统启动工作并进行卫星导航定位，得到所述卫星导航系统接收机的经度、纬度和高程，并将所述经度、纬度和高程赋值给所述芯片级原子钟、微惯性测量组合和卫星导航系统耦合初始位置；

通过所述微惯性测量组合测量俯仰角和滚转角，并根据预先输入的偏航角、所述俯仰角和滚转角对所述芯片级原子钟、微惯性测量组合和卫星导航系统进行姿态初始对准。

4.如权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，所述对所述微惯性测量组合和卫星导航系统的数据序列进行时间同步，包括：

利用所述微惯性测量组合的数据序列，采用线性插值外推方法估计所述卫星导航系统当前时刻的惯性导航信息。

5.如权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，以所述芯片级原子钟提供精确时钟为辅助，通过所述微惯性测量组合和卫星导航系统所提供的数据序列构造耦合状态方程，包括：

以所述芯片级原子钟提供精确时钟为辅助，选用状态变量为X_INS，并根据所述微惯性测量组合和卫星导航系统所提供的数据序列以及所述状态变量构造所述耦合状态方程；其中，

其中，为以微惯性测量组合进行导航计算的纬度、经度和高程误差，δV＝[δv_E δv_N δv_U]为所述以微惯性测量组合进行导航计算的东向、北向和天向速度误差，Φ＝[α β γ]为俯仰、滚转和偏航姿态角误差，为所述微惯性测量组合三轴加速度计零偏，ε＝[ε_x ε_y ε_z]为所述微惯性测量组合中三轴陀螺零偏，δSF_a＝[δSF_ax δSF_ay δSF_az]为所述微惯性测量组合中三轴加速度计的标度因数误差，δSF_g＝[δSF_gx δSF_gy δSF_gz]为所述微惯性测量组合中三轴陀螺的标度因数误差。