Алгоритм плавного позиционирования GNSS/UWB/INS внутри и снаружи помещений на основе федеральной фильтрации

Интегрированная навигационная система играет важную роль в обеспечении непрерывного позиционирования внутри и снаружи помещений. По сути, это манёвренное сочетание нескольких датчиков в различных комбинациях.

Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) может обеспечить высокоточное позиционирование и навигацию на открытом воздухе с хорошей доступностью. Сверхширокий диапазон (UWB) обладает характеристиками большой пропускной способности и защиты от многолучевого распространения, что может применяться для обеспечения высокоточного позиционирования и навигации внутри помещения. Инерциальная навигационная система (INS) имеет независимые навигационные возможности, которые можно тесно сочетать с ГНСС и UWB для повышения надёжности позиционирования.

Для решения проблемы, заключающейся в том, что одиночный датчик не в состоянии предоставить надёжную информацию о местоположении для непрерывного позиционирования внутри и снаружи помещения, в исследовании китайских учёных Шаньдуньского университета была применена федеральная фильтрация для интеграции и построения интегрированного алгоритма позиционирования ГНСС/UWB/INS на основе горизонтального расширения точности (HDOP) UWB и отношения несущей к шуму при взвешивании ГНСС.

Грубые ошибки сначала обнаруживаются во время предварительной обработки данных, и строится подход адаптивного взвешивания для уменьшения влияния аномальных наблюдений. Плотное сочетание ГНСС/INS и UWB/INS реализовано в подфильтре федеральной фильтрации. В основном фильтре вес двух подфильтров регулируется на основе взвешивания HDOP и отношения несущей к шуму, а информация распределяется и объединяется, чтобы уменьшить влияние потенциально плохой геометрической конфигурации UWB на решения по позиционированию.

Доказано, что погрешность в горизонтальном направлении в зоне внутреннего и наружного шва составляет менее 10 см. По сравнению с традиционной федеральной фильтрацией и фильтрацией Калмана на основе Хубера алгоритм в этом исследовании повышает точность контрольной точки в области шва внутри и снаружи на 46,1% и 15,4% соответственно, что полезно для применения в непрерывной навигации внутри и снаружи помещений.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал