基于航迹推算的低成本北斗与MEMS紧耦合定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于航迹推算的低成本北斗与MEMS紧耦合定位系统及方法，利用MEMS的加速度、磁力计和角速度信息实现PDR算法，将获取的PDR位置和速度信息与北斗接收机的星历信息结合，估计出PDR端的伪距、伪距率值，然后与北斗接收机输出的伪距、伪距率进行比较，将两者的差值作为导航滤波器的观测量，滤波器对组合系统的误差量进行最优估计后得到误差校正后的数据。本发明在目标移动到信号质量严重下降或没有卫星信号的环境中，仍然能够进行连续定位。提出了利用联邦卡尔曼滤波算法，对传统惯导系统存在的时间上产生的累积误差进行抑制，提高了整个系统的稳定性。同时该系统利用自适应调整算法，能够在不同的环境下进行软切换，实现定位的无缝衔接。

主权项

一种基于航迹推算的低成本北斗与MEMS紧耦合定位系统，其特征在于：包括北斗接收机模块(2)、MEMS传感器模块(1)、北斗与MEMS融合算法模块(4)和ARM‑Linux嵌入式系统模块(3)，所述ARM‑Linux嵌入式系统模块(3)分别与北斗接收机模块(2)、MEMS传感器模块(1)、北斗与MEMS融合算法模块(4)连接；北斗接收机模块用于对卫星信号的捕获与跟踪，并输出伪距、伪距率和卫星星历信息；MEMS传感器模块包括处理器，以及分别与处理器连接的三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计，处理器根据三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计所输出的九轴传感器信息，估算出行人的航向角和速度信息，所述速度信息即为单位时间内的步长信息；北斗与MEMS融合算法模块将北斗接收机模块所输出的伪距、伪距率，以及MEMS传感器模块所输出的航向角、步长信息，采用联邦卡尔曼滤波数据融合算法，输出最优定位结果，即是用户位置信息；ARM‑Linux嵌入式系统模块用于实现北斗接收机模块与MEMS传感器模块之间的数据同步、数据处理、定位算法的实施以及定位结果的显示。