旋转GNSS双天线/MIMU组合系统选星方法研究

发布时间：2021-06-10 22:32

　　为提高旋转全球导航卫星系统（GNSS）双天线/微惯性测量单元（MIMU）组合系统的定向稳定性和准确性,提出基于跟踪时间和高度角的相对最小几何精度衰减因子（GDOP）选星方法。利用GNSS的跟踪时长和高度角信息,剔除信号质量稳定性较差的卫星,再在待选卫星中选择最小GDOP的卫星,进行旋转GNSS双天线/MIMU组合系统定向解算,确定运载体的真实航向角。用高精度激光陀螺惯性导航系统作参考基准,对旋转GNSS双天线/MIMU组合系统进行了室外静态和动态试验。试验结果表明:利用跟踪时间长的卫星能够提高系统的定向稳定性,选择高度角大的卫星能够提高系统的定向精度;选择相对最小GDOP的卫星,能够提高该系统的定向精度和实时性。系统在陆地无遮挡环境下航向角误差小于1°（1σ）,水平姿态角误差小于0. 1°（1σ）。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(11)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

卫星信号跟踪时长对比

卫星的空间分布决定了GDOP值的大小，GDOP值又决定了系统定向的效果。表3和图3(c)展示了最大GDOP和最小GDOP对系统航向角误差、横滚角误差和俯仰角误差的影响。最小GDOP方法能使系统定向精度误差小于0.3°，最大GDOP方法能使系统定向精度误差大于0.5°。因此观测卫星的GDOP值小，系统定向精度误差就小。GDOP的计算量较大，考虑到实时性，在不影响系统精度的情况下尽量减少计算次数。以北斗卫星系统为例，当前北斗在轨卫星数量达55颗，若从中选出6颗最小GDOP观测卫星的组合需要计算GDOP的次数为C655=28 989 675次，一个时刻不会有那么多可见星，一般情况下会有20颗可见星，GDOP的计算次数也达到C620=38 760次。如果可见星数量超过一定数量则通过高度角和跟踪时长进行预筛选，将信号好的高度角从高到低的10颗卫星作为待选卫星，然后选择6颗最小GDOP组合的观测卫星，则GDOP计算次数降低为C610=210次，这大大降低了计算次数而提高了实时性。如表4所示，采用相对GDOP选星策略能够有效降低计算时间。如表5所示，相对最小GDOP策略的定向精度和全局最小GDOP策略效果差不多。

实验装置


本文编号：3223230