一种车辆定位系统中改善定位精度方法

摘要

本发明公开了一种车辆定位系统中改善定位精度方法，可以解决GPS中断信号下保持定位以及信号恢复后的快速重捕获，同时在非中断下加强弱信号捕捉和提高估计精度，以提高系统的整体性能。本发明的车辆定位系统中改善定位精度方法，是通过矢量跟踪方法VDCPF降低了跟踪门限，具有更高的估计精度，而且在GPS弱信号下，有比标量跟踪更好的性能，但是矢量跟踪环的NCO是受GPS/MIMU超紧耦合系统的导航解算精度影响，因此当GPS信号中断下，由于标量跟踪的DPLL则不受系统导航解算精度影响，在短暂中断情况下，通过短暂MIMU高精度辅助依然可以保持环路跟踪，通过本发明的方法可以实现定位的无盲区。

主权项

一种车辆定位系统中改善定位精度方法，其特征在于，包括：（1）消除车辆动态应力误差；热噪声误差与带宽成正比，而动态应力误差与带宽成反比；为了获得较高精确度，降低噪声误差的影响，需要保持较低的带宽；另一方面，在车辆动态环境下，在车辆经历加速、抖动加速度变化时，要保证较小的动态应力误差需要保持较高的带宽；带宽的优化需考虑热噪声和动态应力两个因素；其热噪声为： σ thermal = 360 2 π B n c / n 0 ( 1 + 1 2 Tc / n 0 ) - - - ( 2.1 ) 式中，Bn是环路带宽，单位是Hz，c/n0是载噪比，T是预测积分周期（1ms）；从式（2.1）中可以看到热噪声与环路带宽成正比，同时与T和载噪比成反比，因此在高载噪比下和高的积分周期可减少热噪声的影响；动态应力误差为： σ dynamic = 0.2809 dR 2 / dt 2 B n 2 - - - ( 2.2 ) 式中dR2/dt2是最大视线方向的加速度动态（m/s2），动态应力误差与环路带宽成反比，因此较高带宽会有低的动态应力误差；根据式（2.1）推出3σPLL误差是有热噪声和动态应力误差共同组成：3σPLL=3σthermal+σdynamic＜45deg    （2.3）从式中发现误差总和不能超过45°相位，这个最大相位是环路锁定的门限值；同时，从式（2.1）和（2.2）中可以看出，由于带宽的选择，热噪声和动态性能上也是存在冲突；在车辆加速、抖动情况造成的动态应力误差，必须要增加环路带宽才能抑制误差；（2）解决GPS中断定位；在超紧耦合系统接收机中，中断后短暂高精度的MIMU利用卫星星历和位置速度数据，计算出GPS接收机相对于卫星的多普勒频移和伪距，控制载波和码NCO，在120sGPS信号恢复后，很容易继续保持跟踪。