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专利号: 2019112573789
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,包括如下步骤:S20,当具备目标载体在第k时刻的观测向量时,根据随机常值加速度状态模型,并利用第k-1时刻的状态向量后验估计 协方差矩阵Pk-1|k-1、互协方差矩阵Ck-1和过程噪声协方差矩阵,进行滤波处理,得到第k时刻的状态向量先验估计 及协方差矩阵Pk|k-1;其中所述第k-1时刻的过程噪声协方差矩阵根据第k-1时刻的东向噪声参数 北向噪声参数和天向噪声参数 确定;

S30,将第k时刻的多普勒观测向量 时间差分载波相位观测向量 以及状态向量先验估计 联立为一个伪观测向量,将所述伪观测向量表示为zk,根据所述伪观测向量zk的观测方程进行最小二乘估计,得到第k时刻的状态向量后验估计 第k时刻的协方差矩阵Pk|k,以及在第k时刻,状态向量与当前历元载波相位观测误差的互协方差矩阵Ck;

S40,根据所述伪观测向量zk的观测方程对当前时刻的东向噪声参数 北向噪声参数和天向噪声参数 分别进行估计得到第一估计参数 第二估计参数 和第三估计参数 并将第一估计参数 第二估计参数 和第三估计参数 分别与当前时刻的东向噪声参数 北向噪声参数 和天向噪声参数 进行如下在线组合,作为下一时刻的东向噪声参数 北向噪声参数 和天向噪声参数 以用于下一时刻的滤波处理过程中过程噪声协方差矩阵的更新,在线组合的过程包括:其中←表示赋值操

作,μ表示学习率;

S50,设置重置矩阵 根据所述重置矩阵对状态向量后验估计

协方差矩阵Pk|k和互协方差矩阵Ck进行如下所示的重置:  Pk|k←MPk|kMT、Ck←MCk,根据重置后的状态向量后验估计 确定目标载体在第k时刻的速度;其中,←表示赋值操作;

S60,将重置后的状态向量后验估计 协方差矩阵Pk|k和互协方差矩阵Ck,以及在线组合后的东向噪声参数 北向噪声参数 和天向噪声参数 保存,以用于下一时刻的滤波处理,令k=k+1,返回执行步骤S20。

2.根据权利要求1所述的自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,步骤S20之前,还包括:S10,设定初始滤波参数。

3.根据权利要求1所述的自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,第k时刻的滤波处理包括:式中, 表示第k-1时刻的状态向量后验估计, 表示第k时刻的状态向量先验估计,F表示状态转移矩阵,Pk-1|k-1表示第k-1时刻的协方差矩阵,Pk|k-1表示第k时刻的协方差矩阵,Qk-1表示第k-1时刻的过程噪声协方差矩阵。

4.根据权利要求3所述的自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,式中,τ表示历元间隔。

5.根据权利要求3所述的自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,式中,τ表示历元间隔。

6.根据权利要求1至5任一项所述的自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,所述根据所述伪观测向量zk进行最小二乘估计的过程包括:其中,Jk表示第k时刻的观测矩阵,Rk表示伪观测向量的观测误差协方差矩阵,zk表示伪观测向量, 表示mk×9的零矩阵, 表示mk维单位阵, 表示mk×nk的零矩阵,mk表示当前时刻多普勒观测量的个数,nk表示时间差分载波相位观测量的个数。

7.根据权利要求6所述的自适应运动学模型辅助的GNSS载波相位与多普勒融合测速方法,其特征在于,zk=Jkxk+ηk,

式中,xk表示zk第k时刻的状态向量,ηk表示第k时刻伪观测向量所对应的观测噪声。