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科技资讯2013NO.22

SCIENCETECHNOLOGYINFORMATION高新技术

车载GPS/DR组合导航系统的DR算法①

赵艳飞张树君

(北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044)

摘要:随着城市交通道路系统的日益复杂,人们对车辆定位精度的要求也越来越高。传统的车辆导航系统采用GPS(全球卫星导航系统)

技术对车辆进行定位,但在现代大都市环境中,由于树木、立交桥、楼群的遮掩,GPS信号会经常出现失锁和多径效应,导致其定位精度大

大降低。而航位推算技术(DR)有较强的独立性,同GPS定位技术形成较强的互补。因此对导航系统的DR算法的研究很有必要。

关键词:航位推算加速度计陀螺仪

中图分类号:TN967.2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)08(a)-0008-03

随着经济发展,汽车普及率越来越高,道路四通八达,城市间误差。但在短时间内,其误差是较小的。在对其进行误差补偿后,短

的交流日益频繁,人们活动范围不断增大。在人们游玩休闲、工作期内经积分可以得到较为准确的车辆航向角。并且角速率陀螺仪

出行场所都已经不限于在自己熟悉的地域里,加上各种立交桥、环是一种完全自主的传感器,它不受外界环境影响。对于在地球表面

岛、隧道、高速公路的修建,在行车到丛林山区时,不熟悉路线,找附近运动的载体,不论是飞机、舰船还是车辆,知道它们相对地球

不到方位和目的地的情况屡见不鲜,车载导航系统以可接受的价的地理位置和相对于地理坐标系的首向角及水平姿态角是最重要

位成为随车基本配备。GPS系统是当今世界使用最广泛的卫星导的,因此必须在运动物体上获得一个地理坐标系或一个惯性坐标

航定位系统,无疑成为导航系统的核心。但GPS系统存在易受干系。陀螺仪最重要的功用之一就是用它在载体上模拟地理坐标系

扰、动态环境中可靠性差以及数据输出频率低等不足,因此GPS/或惯性坐标系。在这里用到了陀螺仪MPU3050。陀螺仪MPU3050三

DR组合导航系统[1]无疑是在提高导航信息的精准度方面的一个途轴的转动方向如图1。

径,特别在无GPS信号和GPS信号微弱不足以提高导航数据时,DR2.2加速度计

运行,当然也可以是GPS和DR一起运行,因为DR完全自主,必威体育官网网址性加速度计是一种比较常见的车辆测速传感器。使用加速度计

强,并且机动灵活,具备多功能参数输出,但是存在误差随时间迅可以避免里程仪工作时受到的车辆本身和外界道路情况等因素的

速积累的问题,导航精度随时间而发散,不能单独长时间工作,必干扰。另外,加速度计的体积只有一个芯片大小,成本也比较低。但

须GPS不断加以校准,GPS和DR两者取长补短,构成一个整体。本是加速度计元件本身也具有一些误差项,其中对系统测量影响最

文主要介绍车载GPS/DR组合导航系统[2]中的DR算法。大的误差项是加速度计的零偏,这个零偏也是随机变化的。补偿速

度误差的手段包括选用零偏尽可能稳定的加速度计或者使用其他

1航位推算技术的测量元件对误差进行补偿。这里用到了加速度计ADXL345。

航位推算技术[3](DeadReckoning简称DR)是一种传统的跟踪ADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高

导航算法,在获知载体当前时刻坐标位置的前提下,通过惯导元件