一种基于位置修正和卡尔曼滤波的姿态角推算算法

摘要：

在动态载体如汽车、船舶或静态载体如桥梁、房屋的姿态推算中,使用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)进行载体测向,比起使用惯性传感器成本较低;且随时间不会累积误差.针对在多天线基线解算时存在的接收机时钟不同步造成基线解算精度下降,以及载体运动过程中多径和周跳等造成的误差问题,提出了一种基于参考天线位置修正的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法.根据载体移动速度和接收机之间的时钟差对每一历元载体参考天线位置矫正,提高基线解算的精度,从而提高姿态角精度.基线解算采用实时动态定位技术(real time kinematic,RTK),根据接收机给出的载波相位观测量,在参考天线和其他天线之间做双差建立观测方程,求解出基线向量.将得到的多组基线向量利用最小二乘法求解出姿态角.根据实际测试表明,该方法在基线长度不超过1.5m的情况下,静态航向角和俯仰角精度达到0.2°,低动态情况下航向角精度达到0.2°,俯仰角精度达到0.3°.

关键词：天线测姿、多基线、扩展卡尔曼滤波、钟差位置修正

所属期刊栏目：19

分类号：TP15(自动化基础理论)

资助基金：广西精密导航技术与应用重点实验室主任基金DH201803;桂林电子科技大学研究生教育创新计划项目2018YJCX28;国家重点研发计划2018YFB0505103;广西科技厅项目桂科AA17202033

在线出版日期：2019-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：115-119