[发明专利]一种卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法

说明书

本发明提出了一种卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法，基于载波相位实时动态差分相对定位方法获得移动站与动基准之间的相对定位矢量，基于载波相位GNSS/惯导紧组合算法获得测量更新时间间隔△t_TC内的移动站位置增量、动基准位置增量以及移动站在预报时间△t_p内的位置增量，基于滑动窗口的多项式预报方法获得动基准在预报时间，最后合成相对定位结果并输出。该方法不仅可以克服位置增量和GNSS原始观测数据播发延时带来的影响，而且可以通过低数据播发率和采样率提供极高更新率的精密相对定位结果。

技术领域

本发明属于卫星和惯性组合相对定位导航技术领域，特别涉及一种低数据播发率，低采样率和极高更新率的卫星和惯性组合动对动精密相对定位方法。

背景技术

高更新率的精密相对定位是许多与安全相关的动对动应用中要求的技术，例如车对车协同安全应用、自主空中加油和舰载机着舰等。目前常用的动对动相对定位技术为载波相位RTK（Real-Time Kinematic）差分相对定位技术。然而利用载波相位RTK（Real-TimeKinematic）差分相对定位技术实现高更新率输出主要面临数据播发率大，接收机采样率要求高，播发延时或通信数据包丢失等原因导致卫导观测数据难以同步等问题。

为了克服上述缺点，可以将惯性导航系统（INS）测量信息与全球导航卫星系统（GNSS）原始观测信息结合来提供高更新率相对定位结果。目前虽已有文献报道卫星/惯性组合相对定位方法（参见[1] Williamson, W. R.; Abdel-Hafez, M. F.; Rhee, I.;Song, E.; Wolfe, J. D.; Chichka, D. F.; Speyer, J. L., An InstrumentationSystem Applied to Formation Flight. IEEE Transactions on Control SystemsTechnology 2007, 15, (1), 75-85. [2] Alam, N.; Kealy, A.; Dempster, A. G., AnINS-Aided Tight Integration Approach for Relative Positioning Enhancement inVANETs. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 2013, 14,(4), 1992-1996. [3] Lee, J. Y.; Kim, H. S.; Choi, K. H.; Lim, J.; Chun, S.;Lee, H. K., Adaptive GPS/INS integration for relative navigation. GpsSolutions 2016, 20, (1), 63-75.）。但是这些方法都需要播发原始惯导测量信息，没有考虑数据播发率和采样率带来的通信压力和计算量负担的问题，也没有考虑利用低数据播发率和采样率实现极高更新率厘米级相对定位解的可能性。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法。本发明是一种基于载波相位实时动态（RTK）差分相对定位方法（DGNSS）、载波相位GNSS/惯导紧组合（TC-GNSS/INS）算法和位置增量多项式预报方法的卫星和惯导组合动对动精密相对定位方法。该方法不仅可以克服位置增量和GNSS原始观测数据播发延时带来的影响，而且可以通过低数据播发率和采样率提供极高更新率的精密相对定位结果。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：

卫星和惯性组合动对动实时精密相对定位方法，包括以下步骤：