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申请/专利权人：徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司

摘要：本发明公开一种工程机械隧道山坳环境声音回波+惯导组合定位方法，包括：通过测量压路机行走过程中同一信号到达施工区域多个不同接收基站的时差来确定目标终端的坐标；通过脉冲压缩将压路机接收端输入的大时宽带宽积信号变为窄脉冲信号；输入声音信号依次进行预处理、帧分离、加窗、信号检测后输出信号；无人操控压路机采用无源、自主的惯性导航系统和声波定位系统利用测量载体本身的加速度和角速度并通过积分解算来实时获取载体的位置和姿态信息；计算无人操控压路机节点到碾压区域任一基准节点的距离，利用三角定位算法解出无人操控压路机移动节点的坐标。本发明采用工程机械隧道山坳环境声音回波+惯导定位技术实现无GNSS卫星环境下定位。

主权项：1.一种工程机械隧道山坳环境声音回波+惯导组合定位方法，其特征在于，所述定位方法包括如下步骤：步骤SS1：基于压路机位置确定步骤，包括：通过测量压路机行走过程中压路机发送的同一信号到达施工区域多个不同接收基站的时差来确定压路机的初始坐标；步骤SS2：压路机位置信号识别步骤，包括：将压路机接收端接收的声波信号通过脉冲压缩由大时宽带宽积信号变为窄脉冲信号；步骤SS3：压路机位置信号识别处理步骤，包括：将经步骤SS2处理得到的窄脉冲信号依次进行预处理、帧分离、加窗、信号检测后输出信号；步骤SS4：压路机惯导与声波定位组合步骤，包括：采用无源、自主的惯性导航系统和声波定位系统利用压路机本身的加速度和角速度并通过积分解算来实时获取压路机的位置和姿态信息；步骤SS5：无人操控压路机惯导与声波定位同步信号处理步骤，包括：计算压路机节点到碾压区域任一基准节点的距离，利用三角定位算法解出压路机节点的坐标；所述步骤SS4具体包括：描述惯性空间中的载体相对地球的加速度与加速度计输出之间关系的方程，其形式如下： 上式中，fn为捷联惯导加速度计的输出结果，该结果为在声波定位导航坐标系下的投影矢量；为运动载体相对于换算地球速度在声波定位导航坐标系下的投影矢量；为换算地球自转角速度；为声波定位导航坐标系相对换算地球的角速度，gn为当地重力加速度；通过惯导和声波定位快速校正对准方法，由声波定位导航系统检测到的运动数据直接得到并通过接收机获得声波定位导航系统航向角、速度、位置信息分别求出和以及航迹角φ′，求解公式如下所示： 根据公式4计算得到航迹角φ′，再结合声波定位测量的偏流角对其进行修正，可得到准确的方位角φ；通过求解与再根据公式1即可计算得到fn，而捷联惯导中的加速度计的直接输出为fb，fn与fb之间存在如下关系： 根据公式5并结合求得的方位角即可解算无人操控压路机姿态阵中的左右横向角γ与前后纵向角θ，解算公式如下： 公式2中，和分别为声波定位导航系统输出的换算载体速度沿东向和北向的分量，Rm、Rn分别为子午圈与卯酉圈的曲率半径；公式2、3中，L为当地的纬度，w0为换算地球自转角速率。

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