城市峡谷中基于GDOP和NHC的GPS/IMU组合导航方法
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刘鑫(1984.10—),山东烟台人,博士,工程师,主要研究方向为智能交通

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P228

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国家自然科学基金面上项目(41974033)


GPS/IMU Integrated Navigation Technique Based on GDOP and NHC in Urban Canyon
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    摘要:

    针对在林荫道、高架桥和隧道等城市峡谷中全球定位系统(GPS)信号易发生遮挡、 干扰,导致导航定位精度低、连续性和可靠性差的问题,提出了一种基于几何精度因子(GDOP) 和非完整性约束(NHC)的 GPS/惯性测量单元(IMU)组合导航方法。其中,通过利用 GDOP 实现卫星定位构型优劣和定位精度的衡量,从而构建基于 GDOP 值的 GPS/IMU 组合导航量测更新模型。同时,为了进一步提高组合导航系统的精度,将 NHC 应用于该组合导航系统中。实验结果表明,所提方法水平和三维定位均方根误差分别是 3.88 m 和 4.78 m,相比于传统 GPS/IMU 组合导航方法的 9.25 m 和 13.53 m 分别提高了 58.06%和 64.67%,可以有效抑制 GPS 信号受环境干扰影响组合导航定位精度和可靠性的问题。

    Abstract:

    GPS signals are easily blocked and disturbed in urban canyons, resulting in the degraded accuracy, continuity and reliability of the navigation performance. In order to deal with the issue a GPS/IMU integrated navigation algorithm based on the geometric dilution precision (GDOP) and non-holonomic constraints (NHC) is proposed. As GDOP is able to evaluate the geometry of the constellation and positioning accuracy, a measurement update strategy of the GPS/IMU integration using GDOP is proposed. In addition, the NHC based constraint is applied in the integration. The experimental results show that for the proposed method, the root mean square errors of horizontal and 3D positioning results are 3.88 m and 4.78 m respectively, which are 58.06% and 64.67% higher than the 9.25 m and 13.53 m of the traditional GPS/IMU integrated navigation method respectively. The proposed method can effectively improve the positioning accuracy and reliability of integrated navigation system in the urban areas.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘鑫,王媛媛.城市峡谷中基于GDOP和NHC的GPS/IMU组合导航方法[J].现代导航,2022,13(6):426-432

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