一种惯性信息辅助GNSS跟踪环路方法

摘要

本发明公开了一种惯性信息辅助GNSS跟踪环路方法。步骤如下：根据惯性导航系统提供的载体位置、速度、加速度信息，结合本地时间、卫星星历等信息，实时计算GNSS接收机各通道卫星的多普勒频移、多普勒频移变化率，将跟踪环路载波频移量测值和相应多普勒频移计算值的差分信息作为观测量，采用α-β滤波方法计算载体机械振动、接收机晶振频漂等造成的频率偏移，最终得到载波频移预测值对跟踪环路进行前馈校正，完成惯性信息辅助GNSS跟踪环路。本发明方法降低了高动态对跟踪环路的动态应力作用，消除了载体机械振动、接收机晶振频漂等造成的频率偏移，提高了GNSS接收机的动态适应性和导航稳定性，应用前景广阔。

主权项

一种惯性信息辅助GNSS跟踪环路方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用串口实时接收惯性导航系统提供的载体惯性信息，根据惯性信息滞后时间确定观测时刻载体位置、速度、加速度信息；步骤2，确定GNSS接收机各通道状态，从GNSS接收机各通道跟踪环路中获取载波频移量测值，根据本地时间、卫星星历信息实时确定GNSS接收机各通道卫星的位置、速度和加速度信息；步骤3，根据步骤1所得的观测时刻载体的位置、速度和加速度，结合步骤2所得的GNSS接收机各通道卫星信息，实时确定观测时刻GNSS接收机各通道卫星信号的多普勒频移、多普勒频移变化率；步骤4，将观测时刻GNSS接收机各通道跟踪环路的载波频移量测值和相应通道卫星信号的多普勒频移值进行差分作为观测量，采用α‑β滤波方法确定载体机械振动、接收机晶振频漂造成的频率偏移、频率偏移变化率，即采用α‑β滤波方法确定载体机械振动、接收机晶振频漂因素对GNSS接收机i通道跟踪环路造成的频率偏移频率偏移变化率具体如下：将观测时刻GNSS接收机i通道跟踪环路的载波频移量测值和相应通道卫星信号的多普勒频移值进行差分，将差分结果作为观测时刻GNSS接收机i通道载体机械振动、GNSS接收机晶振频漂造成的频率偏移观测量，则有：式中，T为环路积分时间，α、β是α‑β滤波器参数且0≤α≤1、0≤β≤4‑2α，分别是上一时刻频率偏移滤波值、频率偏移变化率滤波值，分别是观测时刻频率偏移先验估计值、频率偏移变化率先验估计值，分别是观测时刻频率偏移滤波值、频率偏移变化率滤波值；步骤5，根据步骤3所得的观测时刻GNSS接收机各通道多普勒频移、多普勒频移 变化率，以及步骤4中采用α‑β滤波方法所得到的频率偏移、频率偏移变化率，预测下一时刻GNSS接收机各通道的载波频移值，并将该载波频移预测值作为跟踪环路中心频率对跟踪环路进行前馈校正。