完全整合式导航定位方法和系统

(1)一种用于运载体的完全整合式导航定位处理方法，包含以下步骤：
(a)接收来自一惯性测量仪(IMU)的该运载体的角速率和加速度测量，为该惯性 测量仪的导航方程计算一初始值，
(b)接收全球定位系统(GPS)无线电信号，提取该GPS伪距(pseudorange)伪距率 (deltarange)和载波相位(carrierphase)测量值，
(c)接收该惯性测量仪的角速率和加速度信息，求解该导航方程，得出惯性导航 信息，包括位置，速度，姿态等，
(d)混合该GPS伪距，伪距率和载波相位量测以及该惯性导航信息，以便获得完全 整合式定位结果。
(2)如申请专利范围第1项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中，在第
(a)步骤，进一步包含一处理步骤，即从至少一个外部传感器中接收该运载体 的位置，速度，姿态测量。
(3)如申请专利范围第2项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中第(a) 步骤中，该惯性测量仪是一安装在战术武器上的惯性测量仪，该战术武器安装 在一发射平台上，该战术武器的惯性测量仪和该发射平台的惯性测量仪的测量 或导航参数被一对准滤波器处理，以便为该惯性测量仪的导航方程提供最优的初 始信息。
(4)如申请专利范围第2项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第(a) 步骤中，该外部传感器是一全球定位系统接收机。其中，来自该全球定位系统 接收机的位置和速度，和一不精确的姿态信息被首先作为该惯性测量仪的导航方程 的初值，然后再用该全球定位系统的信号对该惯性测量进行精对准。
(5)如申请专利范围第4项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第(b) 步骤，该全球定位系统信号是由该全球定位系统接收机的一载波相位锁定环路 和一码跟踪环路进行跟踪处理的，在该载波相位锁定环路和该码跟踪环路中，该 跟踪处理是由来自第(d)步骤的该完全整合式定位信息进行辅助的。
(6)如申请专利范围第5项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第(c) 步骤中，该惯性导航结果的误差由来自第(d)步骤的该惯性导航参数误差的最优 估计进行补偿。
(7)如申请专利范围第6项所述之一完全整合式导航定位处理方法，在第(b)步骤 之后，进一步包含一附加步骤，即执行载波相位模糊整数求解和周跳检测，以便 该GPS载波相位测量可被用于第(d)步骤。
(8)如申请专利范围第7项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第 (b)步骤之后，进一步包含一附加步骤，即用来自身(d)步骤的该完全整合式定位 信息辅助该载波相位模糊整数求解和周跳检测处理。
(9)如申请专利范围第1项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第(d) 步骤中，该GPS伪距，伪距率和载波相位量测以及该惯性导航信息由一组合卡尔曼 滤波器混合。
(10)如申请专利范围第8项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第 (d)步骤中，该该GPS伪距，伪距率和载波相位量测以及该惯性导航信息由一组合 卡尔曼滤波器混合。
(11)如申请专利范围第1项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第 (d)步骤中，该GPS伪距，伪距率和载波相位量测以及该惯性导航信息，由一多 模式鲁棒卡尔曼滤波器(Multi-modekdmanfilter)进行混合，该一多模式鲁棒 卡尔曼滤波器至少包含下列之一的操作模式。
一GPS/IMU P-V(位置和速度)组合模式；
一无GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU(ρ/Δν+Δθ)(伪距和伪距率)组合模式；
一有GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU(ρ/Δν+Δθ)(伪距和伪距率)组合模式；
一无GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU(ρ+φ/Δν+Δθ)(伪距，伪距率和载波 相位)组合模式；
一有GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU]ρ+φ/Δν+Δθ)(伪距，伪距率和 载波相位)组合模式；
(12)如申请专利范围第10项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中在第 (d)步骤中，该GPS伪距，伪距率和载波相位量测以及该惯性导航信息，由一 多模式鲁棒卡尔曼滤波器(Multi-mode kalman filter)进行混合，该一多模式 鲁棒卡尔曼滤波器至少包含下列之一的操作模式。
一GPS/IMU P-V(位置和速度)组合模式；
一无GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU(ρ/Δν+Δθ)(伪距和伪距率)组合模式；
一有GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU(ρ/Δν+Δθ)(伪距和伪距率)组合模式；
一无GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU(ρ+φ/Δν+Δθ)(伪距，伪距率和载波 相位)组合模式；
一有GPS跟踪环路辅助的GPS/IMU]ρ+φ/Δν+Δθ)(伪距，伪距率和 载波相位)组合模式；
(13)如申请专利范围第10项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中， 来自该惯性测量仪的该机体角速率和加速度信息，在该惯性导航求解模块中 被进一步处理，其结果被送入该组合卡尔曼滤波器，该组合卡尔曼滤波器 提供的误差估计，被反馈回该惯性导航求解模块，用以补偿位置误差，速度 误差以及传感器误差。
(14)如申请专利范围第13项所述之一完全整合式导航定位处理方法，其中该GPS RF信号被一GPS天线接收，然后经该GPS RF/IF模块，该载波和码跟踪环路，该载 波相位模糊求解模块，以及该信息解码模块外理之后，被送入该组合卡尔曼滤波 器，同时来自该组合卡尔曼滤波器的最优速度和加速度信息被反馈回该载波和码 跟踪回路，辅助载波和码跟踪外理，来自该惯性导航求解模块的位置，速度， 姿态信息被输入该相位模糊求解模块，用来辅助求解GPS载波相位模糊整数。
(15)一种用于运载体之完全整合式导航定位系统，包含以下部件：
一全球定位系统(GPS)无线电(RF)信号模块，用以接收GPSRF信号放大该GPS RF信号，並将该GPSRF信号下变频到中频(IF)信号；
一GPS数字信号处理模块，用以采样该GPS IF信号，並提取出GPS伪距， 伪距率和载波相位测量；
一IMU数据采样模块，用收集来自一惯性测量组件(IMU)的角速率和加速度信 号；
一集中处理式导航卡尔曼滤波器，用以接收和处理该GPS伪距，伪距率和载 波相位测量，以及来自该IMU的角速率和加速度测量；
至少一个接口模块，用以实现和其它航电系统的数据和控制信息的通信；
一定时信号合成模块，用以为上述部件提供定时信号和本地参考信号。
(16)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中该接口模 块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器，用于实现与其它航电系统的通信， 该接口模块是一串行信号接口，包括同步通信接口和异步通信接口。
(17)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中该接口模 块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器，用于实现与其它航电系统的通信， 该接口模块是一並行数字信号接口。
(18)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中该接口模 块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器，用于实现与其它航电系统的通信， 该接口模块是一纲络适配器(adapter)。
(19)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中该接口模 块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器，用于实现与其它航电系统的通信， 该接口模块是一总线接口。
(20)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该IMU 数据采集模块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器和该定时信号合成器，是 一基于脉冲计数电路的模块，以便适应具有脉冲信号输出的该IMU。
(21)如申请专利范围第16项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该IMU 数据采集模块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器和该定时信号合成器， 是一基于串行数字信号通信电路的模块，以便适应具有串行数字信号输出接口的 该IMU。
(22)如申请专利范围第17项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该IMU 数据采集模块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器和该定时信号合成器， 是一基于並行数字信号通信电路的模块，以便适应具有並行数字信号输出接口的 该IMU。
(23)如申请专利范围第18项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该IMU 数据采集模块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器和该定时信号合成器， 是一基于纲络适配电路的模式，以便于适应具有纲络标准输出的该IMU。
(24)如申请专利范围第19项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该IMU 数据采集模块，连接于该集中处理式导航卡尔曼滤波器和该定时信号合成器，是 一基于总线标准的模块，以便于适应具有总线标准总线输出的该IMU。
(25)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该GPS 数字信号处理模块，该集中处理式导航卡尔曼滤波器，该接口模块，该IMU数据 采样电路以及该定时信号合成模块之间的连接是基于总线的连接结构。
(26)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该GPS 数字信号处理模块，该集中处理式导航卡尔曼滤波器，该接口模块，该IMU数据 采样电路以及该定时信号合成模块之间的连接是基于通信口的连接结构。
(27)如申请专利范围第15项所述之一完全整合式导航定位系统，其中，该GPS 数字信号处理模块，该集中处理式导航卡尔曼滤波器，该接口模块，该IMU数据 采样电路以及该定时信号合成模块之间的连接是基于纲络的连接结构。

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