[发明专利]一种基于多源信息融合的车载定位方法

权利要求书

1.一种基于多源信息融合的车载定位方法，其特征在于：所述车载定位方法包括如下步骤：

步骤1，在各自的量测时空内，从各系统中分别获取导航信息；所述各系统包括捷联惯导系统、里程计系统、卫星导航系统、地图匹配系统及高程计系统，将捷联惯导系统作为公共参考系统；

步骤2，对来自不同系统的导航信息进行时空配准，令所有导航信息具有一致的时空属性；所述时空配准包括时间配准和空间配准；

步骤3，将来自捷联惯导系统的导航信息分别送入至各子滤波器，且将经过时空配准的导航信息分别送入各自对应的子滤波器、进行局部滤波；

步骤4，将各子滤波器输出的信息和捷联惯导系统的导航信息均送入主滤波器中、进行信息融合；

步骤5，信息融合后，输出定位信息，利用信息分配原则对主滤波器和子滤波器进行重置，然后返回步骤1；

所述步骤2中，时间配准过程中，采用硬件中断计时与数据拟合外推结合的方式进行时间统一；空间配准过程中，采用统一基准坐标系与补偿杆臂误差结合的方式进行空间统一；

所述步骤4中，令各子滤波器输出两类信息至主滤波器，两类信息分别为状态估计值和误差协方差阵，主滤波器和各子滤波器形成联邦卡尔曼滤波器；

所述步骤4中，所述信息融合过程使用具有24维状态变量的误差模型，所述误差模型中的误差状态量为：

其中，ψ＝[δα δβ δγ]'表示东向、北向、天向姿态误差角，表示东向、北向、天向速度误差，δp＝[δLδλδh]'表示纬度、经度、高度位置误差，ε＝[ε_x ε_y ε_z]'表示载体坐标系中x、y、z轴上陀螺常值零偏，表示载体坐标系中x、y、z轴上加速度计常值零偏，k表示里程计刻度系数，δa和δb分别表示里程计的航向安装误差角和俯仰安装误差角，δl＝[δl_x δl_y δl_z]'表示载体坐标系中x、y、z轴上里程计杆臂误差，δlw＝[δlw_x δlw_y δlw_z]'表示载体坐标系中x、y、z轴上卫星接收机杆臂误差。

2.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的车载定位方法，其特征在于：所述误差模型中建立有姿态误差方程、速度误差方程、位置误差方程、陀螺漂移误差方程、加速度计偏置误差方程、里程计航向安装误差方程、里程计俯仰安装误差方程、里程计刻度系数误差方程、里程计杆臂误差方程、卫星接收机杆臂误差方程；

所述姿态误差方程为：

其中，表示捷联惯导姿态转换矩阵，n系表示真实导航坐标系，表示计算导航坐标系，b系表示捷联惯导坐标系，表示n系相对惯性系角速度在n系下的投影，表示陀螺角速度在b系下的投影；

所述速度误差方程为：

其中，f^b表示载体轴系的比力，表示地球自转角速度在n系上的投影，表示n系相对地球转动角速度在n系上的投影，表示捷联惯导的速度；

所述位置误差方程为：

其中，R_M表示地球子午圈曲率半径，表示北向速度，表示东向速度，表示天向速度；

所述陀螺漂移误差方程为：

所述加速度计偏置误差方程为：

所述里程计航向安装误差方程为：

所述里程计俯仰安装误差方程为：

所述里程计刻度系数误差方程为：

所述里程计杆臂误差方程为：

所述卫星接收机杆臂误差方程为：

3.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的车载定位方法，其特征在于：利用所述误差模型中的所有误差方程构建捷联惯导系统误差方程，则捷联惯导系统误差方程为：

其中，表示系统状态矢量的微分，X表示系统状态矢量，F(t)表示系统状态转移矩阵，w表示系统噪声。