一种GNSS/INS深耦合系统环路辅助切换方法

摘要

本发明提供了一种GNSS/INS深耦合系统环路辅助切换方法，该方法可以在INS出现故障时完成对GNSS/INS深耦合系统载波跟踪环路辅助状态的切换，有效地实现GNSS/INS深耦合系统中INS对GNSS接收机载波跟踪环路辅助状态的切换，当INS出现故障时可以通过该方法对GNSS/INS深耦合系统环路辅助状态进行切换，避免INS故障所造成的深耦合系统的发散，有效地提高了深耦合系统的鲁棒性。

主权项

一种GNSS/INS深耦合系统环路辅助切换方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：在组合导航接收机对卫星信号捕获完成后，GNSS/INS深耦合系统即转入INS辅助下的深耦合环路跟踪状态，载波跟踪环路辅助量f_Aid如下：f_Aid＝K_Switch·(f_INS‑f_Switch)+f_Cal    (1)其中K_Switch为INS辅助开关量，在初始状态下设置为1，f_INS为INS辅助下的载波频率估计量，f_INS是根据INS输出的接收机动态信息，结合GNSS接收机解算的卫星动态信息而计算出的卫星信号相对于接收机的多普勒频移，f_Switch为切换频率，在初始状态下设置为卫星信号的载波捕获频率，f_Cal为环路累加锁存频率，在初始状态下设置为0；步骤2：当INS系统出现故障，则将GNSS/INS深耦合系统环路辅助状态由辅助切换为不辅助，为了避免直接断开载波跟踪环路辅助量f_Aid所造成的GNSS信号失锁问题，载波跟踪环路辅助量f_Aid仍然按照公式(1)计算，但其中环路累加锁存频率f_Cal以及INS辅助开关量K_Switch按照公式(2)、公式(3)进行计算：$f_{Cal}=f_{{\mathrm{Cal}}^{(t-1)}}+f_{INS}-f_{Switch}---\left(2\right)$K_Switch＝0               (3)其中，公式(2)中为状态更新前的前一个时刻的环路累加锁存频率；步骤3：当INS系统故障排除之后，将GNSS/INS深耦合系统环路辅助状态由不辅助切换为辅助，载波跟踪环路辅助量f_Aid仍然按照公式(1)计算，但公式(1)中的切换频率f_Switch与INS辅助开关量K_Switch按照公式(4)、公式(5)进行计算：f_Switch＝f_{C_Loop}             (4)K_Switch＝1              (5)其中f_{C_Loop}为切换时刻载波的跟踪频率；由此，GNSS/INS深耦合系统根据INS系统根据是否存在故障在步骤2与步骤3之间进行切换，保证GNSS/INS深耦合系统可以对环路的辅助量进行控制。