[发明专利]一种车载多模式组合导航系统及方法

权利要求书

1.一种车载多模式组合导航系统，包括惯性测量组合、导航卫星接收装置、高程计和里程计，其特征在于，所述车载多模式组合导航系统依据导航卫星接收装置、里程计、高程计的状态信息，具有惯性/卫星/高程计组合导航、惯性/里程计/高程计组合导航、惯性导航和导卫星导航四种导航模式。

2.根据权利要求1所述的组合导航系统，其特征在于，所述导航模式的优先级依次为惯性/卫星/高程计组合导航、惯性/里程计/高程计组合导航、惯性导航和卫星导航，所述导航模式可按优先级自动切换。

3.根据权利要求1所述的组合导航系统，其特征在于，在所述惯性测量组合工作正常，导航卫星数据有效，高程计正常情况下，所述组合导航系统工作在惯性/卫星/高程计组合导航模式，所述导航卫星提供的时间信息、速度信息和位置信息作为外观测量，实时修正惯性测量组合的水平位置、速度和姿态矩阵；高程输出方式以高程计的高程变化量为主，当高程计输出野值时采用卫星导航高程输出进行解算。

4.根据权利要求1所述的组合导航系统，其特征在于，在导航卫星数据无效，里程计数据有效，高程计正常情况下，所述组合导航系统工作在惯性/里程计/高程计组合导航模式，系统主要以里程计的里程增量进行航位推算，同时采用Kalman滤波实时修正惯性测量组合的速度和姿态矩阵，估计里程计的航向安装误差和刻度系数；高程输出方式采用高程计的高程变化量进行解算。

5.根据权利要求1所述的组合导航系统，其特征在于，在所述惯性/卫星/高程计组合导航模式下，同时惯性/里程计/高程计组合导航为并行进行实时结算，速度输出以惯性/里程计/高程计组合导航为主。

6.根据权利要求1所述的组合导航系统，其特征在于，在导航卫星数据和里程计数据均无效，惯性测量组合正常的情况下，所述导航系统进行纯惯性导航。

7.根据权利要求1所述的组合导航系统，其特征在于，在惯性测量组合故障，导航卫星定位装置工作正常的情况下，系统采用卫星导航，系统的姿态角度和航向值均无效，位置、速度、高程采用导航卫星的数据。

8.一种车载多模式组合导航系统的导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、系统加电后进入自检，系统对惯性测量组合、卫星接收装置、高程计、里程计的故障状态进行检测；

步骤2、自检完成后，系统判断惯性测量组合是否故障，如果故障系统转入卫星导航模式，如果正常，则系统进行寻北运算；

步骤3、系统完成寻北运算后，转入导航状态，系统以2ms为一个周期进行判断和导航运算；

步骤4、系统判断导航卫星数据是否有效，如果有效系统进行惯性/卫星组合导航运算，如卫星数据无效，则退出惯性/卫星组合导航模式，系统进入下一步骤判断里程计是否正常；

步骤5、系统判断里程计是否正常，如果正常则系统进行惯性/里程计组合导航，如果里程计工作不正常，则退出惯性/里程计组合导航模式，系统进行惯性导航；

步骤6、依据导航运算结果和导航模式切换原则，系统给外部设备输出最优导航数据。

9.根据权利要求8所述的导航方法，其特征在于，系统的高程计工作正常时，在步骤4中惯性/卫星组合导航模式中，高程输出方式以高程计的高程变化量为主，当高程计输出野值时采用卫星导航高程；在步骤5中惯性/里程计组合导航模式下，高程输出方式采用高程计的高程变化量进行解算。