gnss／ins紧组合算法实时性改进与嵌入式验证-东南大学学报.pdf

第４６卷第４期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．４ 　 ２０１６年７月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊｕｌｙ２０１６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１６．０４．００４ ＧＮＳＳ／ＩＮＳ紧组合算法实时性改进与嵌入式验证 １ １ ３ １ １，２ 章红平　 常　乐　 汪宏晨　 牛小骥　 高周正 １ （武汉大学卫星导航定位技术研究中心，武汉４３００７９） ２ （武汉大学测绘学院，武汉４３００７９） ３ （武汉大学科学技术发展研究院，武汉４３００７９） 摘要：针对ＧＮＳＳ／ＩＮＳ实时紧组合导航系统中存在的ＧＮＳＳ数据延迟以及组合更新解算耗时过 长的问题，基于Ｋａｌｍａｎ滤波理论，提出了一种在完成了滞后的观测更新后将误差状态向量一步 转移到当前时刻的Ｋａｌｍａｎ滤波数学模型．为了验证改进模型的有效性，首先，在Ｗｉｎｄｏｗｓ平台 上，利用车载实测ＧＮＳＳ观测数据和ＩＭＵ观测数据对比分析了使用改进模型解算与标准Ｋａｌ ｍａｎ模型解算在ＧＮＳＳ信号中断时段内的导航误差，分析结果表明，２种模型的导航误差相当， 说明了改进模型对时间延迟处理的正确性．然后，在ＤＳＰ硬件平台上，基于改进模型实现了 ＧＮＳＳ／ＩＮＳ实时紧组合导航系统，并进行了车载测试，实测结果表明：相对于标准Ｋａｌｍａｎ模型， 所提出的改进模型能够在保障紧组合导航系统精度的前提下，将输出导航结果的时间延迟减少 到最小，保障了组合导航结果的实时性． 关键词：ＧＮＳＳ／ＩＮＳ紧组合；算法实时性；ＤＳＰ；Ｋａｌｍａｎ滤波 中图分类号：Ｐ２２８．４１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１６）０４０６９５０７ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅａｌｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆＧＮＳＳ／ＩＮＳｔｉｇｈｔｌｙｃｏｕｐｌｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｉｎｅｍｂｅｄｄｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ １ １ ３ １ １，２ ＺｈａｎｇＨｏｎｇｐｉｎｇ　 ＣｈａｎｇＬｅ　 ＷａｎｇＨｏｎｇｃｈｅｎ　 ＮｉｕＸｉａｏｊｉ　 ＧａｏＺｈｏｕｚｈｅｎｇ １ （ＧＮＳＳＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｄｅｓｙａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ） ３ （ＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｄａｔａｄｅｌａｙｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ（ＧＮＳＳ）ａｎｄｔｏｏｌｏｎｇ ｔｉｍｅｃｏｎｓｕｍｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｆｏｒＫａｌｍａｎｕｐｄａｔｉｎｇｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅＧＮＳＳ／ＩＮＳ（ｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓ ｔｅｍ）ｒｅａｌｔｉｍｅｔｉｇｈｔｌｙｃｏｕｐｌｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｉｍｐ