[发明专利]一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统

权利要求书

1.一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，包括天线单元以及基板，基板上设置有相互电连接的卫星导航接收模块、组合处理模块和惯性测量元件，天线单元与卫星导航接收机无线连接；其中，

天线单元，用于采集卫星信号；

卫星导航接收模块，用于分析卫星信号并生成分析结果发送至组合处理模块；

惯性测量元件，用于测量搭载车辆的角速率和加速度并发送至组合处理模块；

组合处理模块，其内部存储有GPS/INS导航组合算法、坐标系转换算法、智能识别算法、基于确定性模型的重力补偿算法以及自主切换导航模式算法，用于根据分析结果、搭载车辆的角速率以及加速度切换搭载车辆的导航模式，导航模式包括GPS导航和INS导航。

2.根据权利要求1所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，卫星导航接收模块包括射频模块、基带信号处理模块和数据处理模块，用于接收采集的卫星信号并进行放大和频率变换，后发送至组合处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，惯性测量元件包括陀螺仪和加速度计，分别用于测量搭载车辆的角速率和加速度。

4.根据权利要求3所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，组合处理模块内置惯导解算模块，用于分析计算陀螺仪和加速度计输出的角速率和加速度。

5.根据权利要求1所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，基于确定性模型的重力补偿算法为以EGM96模型为基础的重力补偿算法，根据重力异常格网数据以及重力场球谐模得到残余重力异常格网数据，通过Pizzetti积分得到轨迹上参与的扰动重力矢量，再次根据重力场球谐模合成最终的扰动重力矢量作为对重力的补偿。

6.根据权利要求5所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，由重力异常格网数据计算外部扰动重力矢量的公式Pizzetti积分为：

式中，Δg为水准面上的重力异常，S(r,ψ)为Stokes函数，R、r、ψ分别球体外任一点对于重力场模型的球谐函数的三个参量，δg_r，δg_φ，δg_λ分别为外部空间一点不同方向的重力扰动矢量。

7.根据权利要求1所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，GPS/INS导航组合算法根据卡尔曼滤波算法将GPS导航和INS导航进行组合。

8.根据权利要求1所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，基板上还设有电源模块、显示模块和通信模块，其中，电源模块用于基板上各模块的供电，显示模块用于搭载车辆的导航模式，通信模块用于基板上各模块与远程控制端的通信。

9.根据权利要求8所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，通信模块为蓝牙模块。

10.根据权利要求1所述的一种基于确定性模型重力补偿技术的GPS/INS组合导航系统，其特征在于，天线单元采用北斗接收天线。