恭喜湖南跨线桥航天科技有限公司张国柱获国家专利权
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龙图腾网恭喜湖南跨线桥航天科技有限公司申请的专利一种GPS/INS组合导航系统的误差补偿方法以及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118962760B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411444813.X,技术领域涉及:G01S19/49;该发明授权一种GPS/INS组合导航系统的误差补偿方法以及系统是由张国柱;马华东;张羽;罗敏;苏畅;王孝辉;成葵交设计研发完成,并于2024-10-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种GPS/INS组合导航系统的误差补偿方法以及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种GPSINS组合导航系统的误差补偿方法以及系统,其中,方法包括:获取GPS与INS的导航数据,计算并跟踪GPS与INS的导航数据之间的差值,以生成误差数据;构建误差预测模型,将误差数据输入误差预测模型进行训练,并进行误差预测;当GPS信号处于失锁阶段时,根据信号失锁阶段的INS的导航数据和起始时刻的GPS的导航数据,得到信号失锁阶段的实时导航数据;根据误差预测模型输出的误差预测数据,对GPS信号失锁阶段的实时导航数据进行误差补偿。本发明通过精确跟踪和量化误差、利用KAN网络进行误差预测以及在GPS信号失锁时进行实时导航数据的误差补偿,显著提高了导航系统的精度、稳定性和适应性。
本发明授权一种GPS/INS组合导航系统的误差补偿方法以及系统在权利要求书中公布了:1.一种GPSINS组合导航系统的误差补偿方法,其特征在于,包括:获取GPSINS组合导航系统的GPS与INS的导航数据,计算并跟踪GPS与INS的导航数据之间的各个属性的差值,以生成误差数据;基于Kolmogorov-Arnold网络构建误差预测模型,将误差数据输入误差预测模型进行训练,利用训练好的误差预测模型进行误差预测;当GPS信号处于失锁阶段时,根据获取的信号失锁阶段的INS的导航数据和信号失锁阶段的起始时刻的GPS的导航数据,得到信号失锁阶段的实时导航数据;根据误差预测模型输出的误差预测数据,对GPS信号失锁阶段的实时导航数据进行误差补偿,输出经过误差补偿的导航数据;其中,获取GPSINS组合导航系统的GPS与INS的导航数据,计算并跟踪GPS与INS的导航数据之间的各个属性的差值,以生成误差数据包括:接收来自GPSINS组合导航系统的GPS组件的原始数据,并解算为包含三个方向上的速度、坐标以及姿态角的GPS的导航数据;接收来自GPSINS组合导航系统的INS组件的原始数据,结合GPS的导航数据,并通过积分处理解算为包含三个方向上的速度、坐标、姿态角、加速度计的零偏角以及陀螺仪计的零偏角的INS的导航数据,并使用解算出的GPS的导航数据对INS的导航数据进行纠正;每隔设定时段或响应于接收到的差值求取指令计算GPS的导航数据与INS的导航数据在三个方向上的速度误差、坐标误差、姿态角误差、加速度计的零偏角以及陀螺仪的零偏角的差值,跟踪并记录差值,生成误差数据;其中,GPS的导航数据为: ;式中,分别为三个方向上的速度信息,为惯性坐标系下的三维坐标信息,分别表示三个方向上的姿态角信息;INS的导航数据为: ;式中,为三个方向上的加速度计的零偏角,为三个方向上的陀螺仪的零偏角;误差数据为: ;式中,分别为三个方向上的速度误差、坐标误差、姿态角误差、加速度计的零偏角以及陀螺仪的零偏角的差值;以及,当GPS信号处于失锁阶段时,根据获取的信号失锁阶段的INS的导航数据和信号失锁阶段的起始时刻的GPS的导航数据,得到信号失锁阶段的实时导航数据包括:获取GPS信号失锁阶段的起始时刻的包含速度、坐标以及姿态角信息的GPS的导航数据;获取GPS信号失锁阶段的GPSINS组合导航系统的INS组件的实时数据,对INS组件的实时数据进行时间积分运算,计算出在GPS信号失锁阶段内各个时刻的速度和位移数据;对于GPS信号失锁阶段的每一时刻t,将计算出的速度和位移数据与信号锁定阶段最后时刻的GPS的导航数据进行融合处理,得到信号失锁阶段t时刻的实时导航信息;其中,GPS信号失锁阶段的起始时刻的GPS的导航数据为: ;GPS信号失锁阶段的INS组件在t时刻的加速度和姿态角数据为: ;GPS信号失锁阶段t时刻的实时导航信息为: ;式中,为t时刻下的三个方向上的速度,为t时刻下三个方向上的坐标,为t时刻下三个方向上的姿态角;然后,根据误差预测模型输出的误差预测数据,对GPS信号失锁阶段的实时导航数据进行误差补偿,输出经过误差补偿的导航数据包括:利用误差预测模型,根据GPS信号失锁阶段的起始时刻和t时刻的实时导航信息的差值,输出t时刻的误差预测数据;根据t时刻的误差预测数据,构建t时刻的误差状态方程;利用t时刻的误差状态方程,对t时刻的实时导航数据进行误差补偿,得到经过误差补偿的导航数据;其中, t时刻的误差状态方程为: ;经过误差补偿阶段的导航信息为: 。
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