本发明涉及导航,尤其涉及一种组合导航完好性评估方法、电子设备及存储介质。
背景技术:
1、卫星导航系统(gnss,global navigation satellite system)能够为用户提供全天候、全天时的定位导航授时(pnt,positioning navigating timing)服务,利用载波相位进行实时差分定位(rtk,real-time kinematic)时,可以实现厘米级的高精度定位,但是在环境复杂、卫星信号被遮挡的条件下,会出现精度下降、导航不连续的问题。惯性导航系统(ins,inertial navigation system)无需依赖外部信息,能够实现自主定位,为用户提供连续的导航信息,但是定位误差会随时间累积。gnss与ins的组合导航系统具有两种系统的优点,并实现优势互补,为用户提供实时、连续、高精度的定位信息。
2、组合导航系统需要确保输出的导航结果的准确性。然而,在实际使用过程中,存在gnss解算得到的标准偏差与真实误差之间的一致性较差的问题。gnss解算的标准偏差与真实误差水平不一致,将会严重影响gnss/ins组合导航定位的精度。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种组合导航完好性评估方法、电子设备及存储介质,旨在解决gnss解算得到的标准偏差与真实误差之间的一致性较差,导致导航定位的精度降低的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供一种组合导航完好性评估方法,应用于组合导航系统,该方法包括:
3、获取所述组合导航系统的卫星定位数据、惯性导航数据和里程计测量数据;
4、对所述卫星定位数据、所述惯性导航数据和所述里程计测量数据进行故障检测,得到故障检测信息;
5、基于所述故障检测信息,对所述组合导航系统当前的完好性进行评估,得到完好性评估结果。
6、可选地,所述对所述卫星定位数据、所述惯性导航数据和所述里程计测量数据进行故障检测,得到故障检测信息的步骤包括:
7、对所述里程计测量数据进行故障自检,得到里程计自检信息;
8、对所述惯性导航数据进行故障自检,得到惯性自检信息;
9、基于所述里程计测量数据对所述惯性导航数据进行故障检验,得到里程计检测惯性信息;
10、对所述卫星定位数据进行故障自检,得到卫星自检信息;
11、基于所述惯性导航数据对所述卫星定位数据进行故障检验,得到惯性检测卫星信息;
12、基于所述里程计测量数据对所述卫星定位数据进行故障检验,得到里程计检测卫星信息;
13、将所述里程计自检信息、所述惯性自检信息、所述里程计检测惯性信息、所述卫星自检信息、所述惯性检测卫星信息和所述里程计检测卫星信息作为所述故障检测信息。
14、可选地,所述对所述里程计测量数据进行故障自检,得到里程计自检信息的步骤包括:
15、在所述里程计测量数据有效的情况下,根据所述里程计测量数据确定加速度数据;
16、根据上一量测时刻的里程计误差对所述加速度数据进行修正,得到加速度修正值;
17、在所述加速度修正值小于预设加速度阈值的情况下,根据所述加速度修正值确定所述里程计自检信息。
18、可选地,所述对所述惯性导航数据进行故障自检,得到惯性自检信息的步骤包括:
19、在所述惯性导航数据有效的情况下,根据所述惯性导航数据确定速度数据;
20、根据上一量测时刻的惯性导航误差对所述速度数据进行修正,得到速度修正值;
21、在所述速度修正值小于预设速度阈值的情况下,根据所述速度修正值确定所述惯性自检信息。
22、可选地,所述基于所述里程计测量数据对所述卫星定位数据进行故障检验,得到里程计检测卫星信息的步骤包括:
23、获取里程计速度计算值和卫星导航速度计算值;
24、根据所述里程计速度计算值和所述卫星导航速度计算值确定速度差值;
25、对所述速度差值进行修正,得到速度差值修正值;
26、在所述速度差值修正值小于预设速度差值阈值的情况下,根据所述速度差值修正值确定所述里程计检测卫星信息。
27、可选地,所述基于所述故障检测信息,对所述组合导航系统当前的完好性进行评估,得到完好性评估结果的步骤包括:
28、基于所述故障检测信息,评估所述组合导航系统的里程计测量完好性水平、惯性导航完好性水平和卫星定位完好性水平;
29、将所述惯性导航完好性水平作为完好性评估初始值,根据所述里程计测量完好性水平和/或所述卫星定位完好性水平,对所述完好性水平初始值进行更新,得到所述完好性评估结果。
30、可选地,所述根据所述里程计测量完好性水平和/或所述卫星定位完好性水平,对所述完好性水平初始值进行更新,得到所述完好性评估结果的步骤包括:
31、根据所述卫星定位完好性水平更新得到卫星定位量测噪声阵,获取经所述卫星定位量测噪声阵处理的第一滤波位置标准差,根据所述第一滤波位置标准差对所述完好性水平初始值进行更新,得到所述完好性评估结果;
32、和/或,根据所述里程计测量完好性水平更新得到里程计量测噪声阵,获取经所述里程计量测噪声阵处理的第二滤波位置标准差,根据所述第二滤波位置标准差对所述完好性水平初始值进行更新,得到所述完好性评估结果。
33、可选地,在所述基于所述故障检测信息,对所述组合导航系统当前的完好性进行评估,得到完好性评估结果的步骤之后,所述方法还包括:
34、获取预设完好性告警阈值;
35、在所述完好性评估结果大于或等于所述预设完好性告警阈值的情况下,输出完好性告警信息;
36、在所述完好性评估结果小于所述预设完好性告警阈值的情况下,输出组合导航定位信息和所述完好性评估结果。
37、此外,为实现上述目的,本发明还提供一种电子设备,所述电子设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组合导航完好性评估程序,所述组合导航完好性评估程序配置为实现如上文所述的组合导航完好性评估方法的步骤。
38、此外,为实现上述目的,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有组合导航完好性评估程序,所述组合导航完好性评估程序被处理器执行时实现如上文所述的组合导航完好性评估方法的步骤。
39、本发明实施例提供的组合导航完好性评估方法,先获取组合导航系统的卫星定位数据、惯性导航数据和里程计测量数据,卫星定位数据、惯性导航数据和里程计测量数据属于组合导航系统中的导航结果数据,组合导航系统基于这些导航结果数据提供导航服务,也即采用松组合的组合导航耦合方式,使得卫星定位数据和惯性导航数据之间的耦合度降低,并且引入里程计测量数据;对所述卫星定位数据、所述惯性导航数据和所述里程计测量数据进行故障检测,得到故障检测信息,利用里程计的自主稳定性和惯性导航的短时高精度特性,与卫星定位结合,降低对卫星定位数据的依赖,检测出组合导航系统中可能存在故障的信息,避免因卫星定位数据自身的解算误差较大,导致故障检测结果与真实情况之间偏差过大;基于所述故障检测信息,对所述组合导航系统的完好性进行评估,得到完好性评估结果,完好性评估结果可以表示组合导航系统的故障程度,确保用户在导航过程中可以使用精确的导航定位信息。通过采用松组合的组合导航方式,将卫星定位和惯性导航解耦,引入自主稳定性高的里程计数据,故障检测信息反映可能存在故障的数据类型,随后反映在组合导航系统的完好性评估结果中,确保定位的误差能够被识别出,避免使用误差较大的定位数据,提高组合导航的精度。
1.一种组合导航完好性评估方法,其特征在于,应用于组合导航系统,所述组合导航完好性评估方法包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,所述对所述卫星定位数据、所述惯性导航数据和所述里程计测量数据进行故障检测,得到故障检测信息的步骤包括:
3.如权利要求2所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,所述对所述里程计测量数据进行故障自检,得到里程计自检信息的步骤包括:
4.如权利要求2所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,所述对所述惯性导航数据进行故障自检,得到惯性自检信息的步骤包括:
5.如权利要求2所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,所述基于所述里程计测量数据对所述卫星定位数据进行故障检验,得到里程计检测卫星信息的步骤包括:
6.如权利要求1所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,所述基于所述故障检测信息,对所述组合导航系统当前的完好性进行评估,得到完好性评估结果的步骤包括:
7.如权利要求6所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,所述根据所述里程计测量完好性水平和/或所述卫星定位完好性水平,对所述完好性水平初始值进行更新,得到所述完好性评估结果的步骤包括:
8.如权利要求1-7中任一项所述的组合导航完好性评估方法,其特征在于,在所述基于所述故障检测信息,对所述组合导航系统当前的完好性进行评估,得到完好性评估结果的步骤之后,所述方法还包括:
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组合导航完好性评估程序,所述组合导航完好性评估程序配置为实现如权利要求1至8中任一项所述的组合导航完好性评估方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有组合导航完好性评估程序,所述组合导航完好性评估程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的组合导航完好性评估方法的步骤。
