基于低成本惯导和运动约束的农机高精度定位系统研究

摘要：

北斗定位系统(BDS)能够实现厘米级的定位,在农机导航系统中获得了广泛应用.然而,单纯的卫星定位系统存在一些局限性,比如易受外界遮挡、数据频率低等.因此,在导航系统中集成惯性元件并发展组合导航技术成为重要研究方向.考虑到高性能惯导成本很高,不利于推广应用,本文研究了农业场景下,使用低成本惯导和BDS构成组合导航系统.为提高定位精度,解决由 BDS中断导致误差发散的问题,设计了零速修正.同时,分析了BDS/INS组合导航系统中航向角误差不可观测的原因和误差来源,设计了航向约束方法.当BDS信息可用时,利用双天线航向角信息来抑制航向角误差的累积;当BDS中断时,使用零角速度修正.通过现场实验验证,当BDS可用时,零速修正可以将位置、速度和水平姿态的精度分别提高20%、40%和 15%以上,航向约束可以将航向角精度提高90%以上;BDS中断时,零速修正可以将位置、速度的精度提高 90%以上,水平姿态的精度提高 80%以上,航向约束可以将航向角精度提高40%以上.

关键词：农业机械、自主导航、BDS/INS、扩展卡尔曼滤波、ZUPT、航向约束

所属期刊栏目：54

分类号：S24(农业电气化与自动化)

资助基金：教育部-中国移动科研基金MCM2020—J-2

在线出版日期：2023-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：17-25