增强型导航定位之方法及其系统

1  一增强型导航定位方法包括如下步骤：
(a)由一GPS处理器接收一组全球定位系统卫星信号，並导出运动体的位置和 速度信息，以及一组全球定位系统原始观测量，包括伪距，载波相位和多卜勒频率 ；
(b)将该GPS原始观测量由该GPS处理器送给一中心导航处理器；
(c)从一惯性测量装置IMU接收一组惯性测量值，包括运动体转动角速率和比 力；
(d)将该惯性测量值由该IMU传给该中心导航处理器的一惯性导航系统INS处理 器，並在该INS处理器计算惯性导航解，包括该运动体的位置，速度，加速度，和姿 态。
(e)从一高度测量装置接收一运动体高度测量值；
(f)在一卡尔曼滤波器中融合来自该INS处理器的该惯性导航解，来自该GPS处 理器的该GPS原始观测量，和来自该高度测量装置的该运动体高度测量值，並导出一 组INS校正量和GPS校正量；
(g)将该INS校正量从该卡尔曼滤波器反馈给该INS处理器，滨校正该惯性导航 解；和
(h)将该INS导航解从该INS处理器传给一输入/输出(I/O)接口。
2一增强型导航定位方法，如专利申请范围第1项所述，在第(g)步后更包括如 下步骤：将该运动体的该速度和加速度信息从该INS处理器送给该GPS处理器的一微 处理器，以辅助一组全球定位系统码跟踪环路和一组全球定位系统载波相位跟踪环 路用于捕获和跟踪该全球定位系统卫星信号，其中该GPS处理器的该微处理器输出该 GPS原始观测量，包括该伪距，该载波相位，和该多卜勒频率。
3一增强型导航定位方法，如专利申请范围第1项所述，在第(g)步后更包括如 下步骤：
将来自GPS处理器的该微处理器的该GPS原始观测量，来自该INS处理器的该惯 性导航解，和来自该卡尔曼滤波器的该惯性校正量和该GPS校正量送入一载波相位整 周模糊求解模块来确定一组全球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值；
将该全球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值从该载波相位模糊求解模块 送给该卡尔曼滤波器来进一步提高载体的导航精度。
4一增强型导航定位方法，如专利申请范围第2项所述，在第(h)步之前更包括 如下步骤：
将来自GPS处理器的该微处理器的该GPS原始观测量，来自该INS处理器的该惯 性导航解，和来自该卡尔曼滤波器的该惯性校正量和该GPS校正量送入一载波相位整 周模糊求解模块来确定一组全球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值；
将该全球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值从该载波相位模糊求解模块 送给该卡尔曼滤波器来进一步提高载体的导航精度。
5一增强型导航定位系统包括：
一全球定位系统GPS处理器用于提供与位置有关的信息；
一惯性测量单元IMU用于提供惯性观测量，包括载体的转动角速率和比力；
一高度观测量产生器用于提供载体高度观测量；
一中心导航处理器，它与该GPS处理器，该IMU和该高度观测量产生器相连， 並用于融合来自该GPS处理器的该与位置有关的信息，来自该IMU的该惯性观测量和 来自该高度观测量产生器的该高度观测量来产生载体的导航解，包括位置，速度， 和姿态；
一输入/输出(I/O)接口，它与该中心导航处理器相连，用于输出该导航解。
6如专利申请范围第5项所述之一增强型导航定位系统，其中该高度观测量产 生器是一高度测量装置用于提供载体在平均海平面上的高度观测量。
7如专利申请范围第5项所述之一增强型导航定位系统，其中该高度观测量产 生器是一雷达高度计用于提供载体相对於地面的高度观测量。
8如专利申请范围第6项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器产 生一组伪距，载波相位和多卜勒频率；其中该中心导航处理器包括一惯性导航系统 INS处理器，一卡尔曼滤波器，和一载波相位整周模糊度求解模块；其中该伪距，载 波相位和多卜勒频率送给该中心导航处理器，该平均海平面高度观测量送给该卡尔 曼滤波器；其中该INS处理器的输出，该平均海平面高度观测量和该伪距，载波相位 ，多卜勒频率在该卡尔曼滤波器中作融合处理，该卡尔曼滤波器的输出被反馈给该 该INS处理器来校正INS导航解，该INS导航解由该中心导航处理器输出给该I/O接口 ；其中该INS处理器提供速度和加速度信息用于注入该GPS处理器的一微处理器来辅 助卫星信号的码和载波相位跟踪；其中该GPS处理器的该微处理器的输出，该INS处 理器的输出和该卡尔曼滤波器的输出注入该载波相位整周模糊度求解模块来确定全 球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值；其中该载波相位整周模糊求解模块输出 该载波相位模糊值给该卡尔曼滤波器以进一步提高导航定位精度；其中该INS处理器 输出导航解给该I/O接口。
9如专利申请范围第8项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器的该 微处理器输出该伪距，载波相位和多卜勒频率，全球定位系统卫星星历表，以及大 气参数给该卡尔曼滤波器。
10如专利申请范围第9项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器处 理该惯性观测量，包括机体转动角速率和比力，以及来自该卡尔曼滤波器的位置误 差，速度误差和姿态误差，並导出校正的导航解。
11如专利申请范围第10项所述之一增强型导航定位系统，其中该高度测量装 置将海平面高度测量值送给该卡尔曼滤波器。
12如专利申请范围第11项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器包 括一IMUI/O接口，一IMU误差补偿模块，一坐标转换计算模块，一姿态位置速度计算 模块，一转换矩阵计算模块，和一地球和运动体转动速率计算模块，其中该IMUI/O 接口从该IMU接收该机体转动角速率和比力信号，並处理转化为数字数据，这些数字 数据迭加加有该惯性传感器测量误差，该受惯性传感器测量误差污染的惯性测量值 送给该IMU误差补偿模块，其中该IMU误差补偿模块接收来自该卡尔曼滤波器的传感 器误差估计值，並执行IMU误差校正，该校正后的惯性数据送给该坐标转换计算模块 和该转换矩阵计算模块，该比力送给该坐标转换计算模块，该转换矩阵计算模块从 该IMU误差计算模块接收该机体角速率，从该地球和运载体转动速率计算模块接收一 地球和运载体转动角速率，並执行转换矩阵的计算，该转换矩阵计算模块将该转换 矩阵送给该坐标转换计算模块和该姿态位置速度计算模块，该转换矩阵计算模块中 的一姿态更新算法利用四元素法进行姿态计算，其中该坐标转换模块从该IMU误差计 算模块接收该比力，从该转动矩阵计算模块接收转动矩阵，並执行该坐标转换，该 坐标转换计算模块将转换到由该转换矩阵表征的坐标系中的比力送给该姿态位置速 度计算模块，其中该姿态位置速度计算模块接收从该坐标转换计算模块接收该转换 后的比力，从该转换矩阵计算模块接收该转换矩阵，並更新该姿态，位置，和速度
13如专利申请范围第12项所述之一增强型导航定位系统，其中在进行该位置 和速度计算之后，由卡尔曼滤波器计算得来的该位置和速度误差用在该姿态位置速 度计算模块中来校正该惯性解。
14如专利申请范围第13项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该姿态位置速度计算模块，並在该姿态位置速度计算 模块中执行姿态校正。
15如专利申请范围第13项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该转换矩阵计算模块，並在姿态位置速度计算模块之 前执行姿态校正。
16如专利申请范围第14项所述之一增强型导航定位系统，其中由该姿态位置 速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼滤波器的 观测量，同时校正后的惯性解送给该载波相位整周模糊求解模块来辅助求解全球定 位系统卫星信号载波相位整周模糊值，校正后的速度和加速度信息送给GPS处理器的 该微处理器来辅助全球定位系统卫星信号的载波相位和码跟踪，其中由姿态位置速 度计算模块计算得来的速度送给该地球和运载体转动速率计算模块来计算地球转动 速率和运载体转动速率，该地球转动速率和运载体转动速率送给该转换矩阵计算模 块，其中该姿态，位置和速度信息送给该I/O接口。
17如专利申请范围第15项所述之一增强型导航定位系统，其中由该姿态位置 速度速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼滤波 器观测量，同时校正后的惯性解送给该载波相位整周模糊求解模块来辅助求解全球 定位系统卫星信号载波相位整周模糊值，校正后的速度和加速度信息送给GPS处理器 的该微处理器来辅助全球定位系统卫星信号的载波相位和码跟踪，其中由姿态位置 速度计算模块计算得来的速度送给该地球和运载体转动速率计算模块来计算地球转 动速率和运载体转动速率，该地球转动速率和运载体转动速率送给该转换矩阵计算 模块，其中该姿态，位置和速度信息送给该I/O接口。
18如专利申请范围第8，16或17项所述之一增强型导航定位系统，其中该卡尔 曼滤波器是一稳健的卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器对一大类过程和观测模型提供 次优解，並用于融合GPS观测量和该惯性传感器观测量。
19如专利申请范围第18项所述之一增强型导航定位系统，其中该稳健卡尔曼 滤波器包括一GPS误差补偿模块用于从该GPS处理器接收该GPS观测量，包括该伪距， 载波相位和多卜勒频率，从一状态向量更新模块接收位置和速度校正量，並执行GPS 误差补偿以生成校正过的GPS原始数据，並将该GPS原始数据送给一预处理模块，该 预处理模块从该GPS处理器接收GPS卫星星历数据，从该GPS误差补偿模块接收该校正 后的GPS原始数据，从该高度测量装置接收该运载体高度观测量，从该INS处理器接 收INS导航解，该预处理模块计算状态传输矩阵，並将该状态传输矩阵连同该状态向 量送给一状态向量预测模块，该计算得到的状态传输矩阵也送给一协方差传播模块 ，该协方差传播模块根据一计算得到的观测矩阵和一观测模型计算一观测矩阵和当 前观测向量，该观测矩阵和该当前观测向量送给一观测量残差计算模块，该状态向 量预测模块从该预处理模块接收该状态传输矩阵和该状态向量，並对当前时刻的状 态进行预测，该预测的当前状态向量送给该观测量残差计算模块，该观测量残差计 算模块从该状态向量预测模块接收预测的当前状态向量，从该预处理模块接收该测 量矩阵和该当前观测向量，该观测量残差计算模块通过从该当前观测向量减去该观 测矩阵与该当前状态向量预测值的乘积来计算观测量残差，该残差监视模块对从该 观测量残差计算模块来的观测量残差进行判别，该协方差传播模块从该残差监视模 块接收系统过程的协方差，从预处理模块接收状态传输矩阵和估计误差的协方差来 计算当前估计误差的协方差，该估计误差的协方差送给一最优增益计算模块，该最 优增益计算模块从该协方差计算模块接收该估计误差的当前协方差，並计算最优增 益，该最优增益送给一协方差更新模块和该状态向量更新模块，该协方差更新模块 更新该估计误差的协方差，並将该估计误差的协方差送给该协方差传播矩阵，该状 态向量更新模块从该最优增益计算模块接收该最优增益，从该观测量残差计算模块 接收该观测量残差，该状态向量更新模块计算当前状态向量的估计值，包括位置， 速度和姿态误差，该位置，速度和姿态误差送给该GPS误差补偿模块和该INS处理器
20如专利申请范围第8，16或17项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波 相位整周模糊求解模块从该INS处理器接收位置和速度数据，从该GPS处理器的该微 处理器接收该载波相位和多卜勒频率观测量，从该卡尔曼滤波器接收协方差矩阵来 确定该全球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值，並将该全球定位系统卫星信号 载波相位整周模糊值送给该卡尔曼滤波器以进一步提高该GPS原始观测量的观测精度
21如专利申请范围第20项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波相位整 周模糊求解模块包括一几何距离计算模块，一最小平方调整模块，一卫星钟模型， 一电离层模型，一对流层模型，一卫星预测模块，和一收索空间确定模块，该卫星 预测模块从该GPS处理器接收可见GPS卫星的星历数据，並进行卫星位置的计算，该 卫星位置送给该几何距离计算模块，该几何距离计算模块从该INS处理器接收运载体 精确的位置信息，並计算由运载体到卫星之间的几何距离，该几何距离送给该最小 平方调整模块，该对流层模型从该GPS处理器接收一时间标誌，並用一嵌入的对流层 延迟模型计算该GPS卫星信号的对流层延迟，该对流层延迟送给该最小平方调整模块 ，该电离层模型从该GPS处理器接收该GPS卫星信号的时间标誌和电离层参数，並计 算电离层延迟，该电离层延迟送给该最小平方调整模块，该卫星钟模型接收GPS卫星 钟参数，並进行卫星钟校正的计算，该卫星钟校正量也送给该最小平方调整模块， 该收索空间确定模块接收观测量误差並确定全球定位系统卫星信号载波相位整周模 糊值收索空间，该收索空间也送给该最小平方调整模块，该最小平方调整模块从该 几何距离计算模块接收从运载体到卫星之间的几何距离，从该对流层模型接收该对 流层延迟，从该电离层模型接收该电离层延迟，从卫星钟模型接收该卫星钟校正量 ，並计算一初始的收索原点，该最小平方调整模块从该收索空间确定模块接收该整 周模糊值收索空间，並用一标准的最小平方调整算法求解该载波相位整周模糊值。
22如专利申请范围第19项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波相位整 周模糊求解模块从该INS处理器接收位置和速度数据，从该GPS处理器的该微处理器 接收载波相位和多卜勒频率，从该卡尔曼滤波器接收协方差矩阵来确定全球定位系 统卫星信号整周模糊值，在该整周模糊值确定之后，该整周模糊值送给该卡尔曼滤 波器以进一步提高GPS原始数据的测量精度。
23如专利申请范围第22项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波相位整 周模糊求解模块包括一几何距离计算模块，一最小平方调整模块，一卫星钟模型， 一电离层模型，一对流层模型，一卫星预测模块，和一收索空间确定模块，该卫星 预测模块从该GPS处理器接收可见GPS卫星的星历数据，並进行卫星位置的计算，该 卫星位置送给该几何距离计算模块，该几何距离计算模块从该INS处理器接收运载体 精确的位置信息，並计算由运载体到卫星之间的几何距离，该几何距离送给该最小 平方调整模块，该对流层模型从该GPS处理器接收一时间标誌，並用一嵌入的对流层 延迟模型计算该GPS卫星信号的对流层延迟，该对流层延迟送给该最小平方调整模块 ，该电离层模型从该GPS处理器接收该GPS卫星信号的时间标誌和电离层参数，並计 算电离层延迟，该电离层延迟送给该最小平方调整模块，该卫星钟模型接收GPS卫星 钟参数，並进行卫星钟校正的计算，该卫星钟校正量也送给该最小平方调整模块， 该收索空间确定模块接收观测量误差並确定全球定位系统卫星信号载波相位整周模 糊值收索空间，该收索空间也送给该最小平方调整模块，该最小平方调整模块从该 几何距离计算模块接收从运载体到卫星之间的几何距离，从该对流层模型接收该对 流层延迟，从该电离层模型接收该电离层延迟，从卫星钟模型接收该卫星钟校正量 ，並计算一初始的收索原点，该最小平方调整模块从该收索空间确定模块接收该整 周模糊值收索空间，並用一标准的最小平方调整算法求解该载波相位整周模糊值。
24如专利申请范围第6项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器产 生一组伪距和多卜勒频率；其中该中心导航处理器包括一惯性导航系统INS处理器和 一卡尔曼滤波器；其中该伪距和多卜勒频率送给该中心导航处理器，该平均海平面 高度观测量送给该卡尔曼滤波器；其中该INS处理器的输出，该平均海平面高度观测 量和该伪距，多卜勒频率在该卡尔曼滤波器中作融合处理，该卡尔曼滤波器的输出 被反馈给该INS处理器来校正INS导航解，该INS导航解由该中心导航处理器输出给该 I/O接口；其中该INS处理器提供速度和加速度信息用于注入该GPS处理器的一微处理 器来辅助卫星信号的码和载波相位跟踪；其中该INS处理器输出导航解给该I/O接口 。
25如专利申请范围第24项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器的 该微处理器输出该伪距和多卜勒频率，全球定位系统卫星星历表，以及大气参数给 该卡尔曼滤波器。
26如专利申请范围第25项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器处 理该惯性观测量，包括机体转动角速率和比力，以及来自该卡尔曼滤波器的位置误 差，速度误差和姿态误差，並导出校正的导航解。
27如专利申请范围第26项所述之一增强型导航定位系统，其中该高度测量装 置将海平面高度测量值送给该卡尔曼滤波器。
28如专利申请范围第27项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器包 括一IMUI/O接口，一IMU误差补偿模块，一坐标转换计算模块，一姿态位置速度计算 模块，一转换矩阵计算模块，和一地球和运动体转动速率计算模块，其中该IMUI/O 接口从该IMU接收该机体转动角速率和比力信号，並处理转化为数字数据，这些数字 数据迭加加有该惯性传感器测量误差，该受惯性传感器测量误差污染的惯性测量值 送给该IMU误差补偿模块，其中该IMU误差补偿模块接收来自该卡尔曼滤波器的传感 器误差估计值，並执行IMU误差校正，该校正后的惯性数据送给该坐标转换计算模块 和该转换矩阵计算模块，该比力送给该坐标转换计算模块，该转换矩阵计算模块从 该IMU误差计算模块接收该机体角速率，从该地球和运载体转动速率计算模块接收一 地球和运载体转动角速率，並执行转换矩阵的计算，该转换矩阵计算模块将该转换 矩阵送给该坐标转换计算模块和该姿态位置速度计算模块，该转换矩阵计算模块中 的一姿态更新算法利用四元素法进行姿态计算，其中该坐标转换模块从该IMU误差计 算模块接收该比力，从该转动矩阵计算模块接收转动矩阵，並执行该坐标转换，该 坐标转换计算模块将转换到由该转换矩阵表征的坐标系中的比力送给该姿态位置速 度计算模块，其中该姿态位置速度计算模块接收从该坐标转换计算模块接收该转换 后的比力，从该转换矩阵计算模块接收该转换矩阵，並更新该姿态，位置，和速度
29如专利申请范围第28项所述之一增强型导航定位系统，其中在进行该位置 和速度计算之后，由卡尔曼滤波器计算得来的该位置和速度误差用在该姿态位置速 度计算模块中来校正该惯性解。
30如专利申请范围第29项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该姿态位置速度计算模块，並在该姿态位置速度计算 模块中执行姿态校正。
31如专利申请范围第30项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该转换矩阵计算模块，並在姿态位置速度计算模块之 前执行姿态校正。
32如专利申请范围第29，30或31项所述之一增强型导航定位系统，其中由该 姿态位置速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼 滤波器的观测量，校正后的速度和加速度信息送给GPS处理器的该微处理器来辅助全 球定位系统卫星信号的载波相位和码跟踪，其中由姿态位置速度计算模块计算得来 的速度送给该地球和运载体转动速率计算模块来计算地球转动速率和运载体转动速 率，该地球转动速率和运载体转动速率送给该转换矩阵计算模块，其中该姿态，位 置和速度信息送给该I/O接口。
33如专利申请范围第24，30或31项所述之一增强型导航定位系统，其中该卡 尔曼滤波器是一稳健的卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器对一大类过程和观测模型提 供次优解，並用于融合GPS观测量和该惯性传感器观测量。
34如专利申请范围第33项所述之一增强型导航定位系统，其中该稳健卡尔曼 滤波器包括一GPS误差补偿模块用于从该GPS处理器接收该GPS观测量，包括该伪距和 多卜勒频率，从一状态向量更新模块接收位置和速度校正量，並执行GPS误差补偿以 生成校正过的GPS原始数据，並将该GPS原始数据送给一预处理模块，该预处理模块 从该GPS处理器接收GPS卫星星历数据，从该GPS误差补偿模块接收该校正后的GPS原 始数据，从该高度测量装置接收该运载体高度观测量，从该INS处理器接收INS导航 解，该预处理模块计算状态传输矩阵，並将该状态传输矩阵连同该状态向量送给一 状态向量预测模块，该计算得到的状态传输矩阵也送给一协方差传播模块，该协方 差传播模块根据一计算得到的观测矩阵和一观测模型计算一观测矩阵和当前观测向 量，该观测矩阵和该当前观测向量送给一观测量残差计算模块，该状态向量预测模 块从该预处理模块接收该状态传输矩阵和该状态向量，並对当前时刻的状态进行预 测，该预测的当前状态向量送给该观测量残差计算模块，该观测量残差计算模块从 该状态向量预测模块接收预测的当前状态向量，从该预处理模块接收该测量矩阵和 该当前观测向量，该观测量残差计算模块通过从该当前观测向量减去该观测矩阵与 该当前状态向量预测值的乘积来计算观测量残差，该残差监视模块对从该观测量残 差计算模块来的观测量残差进行判别，该协方差传播模块从该残差监视模块接收系 统过程的协方差，从预处理模块接收状态传输矩阵和估计误差的协方差来计算当前 估计误差的协方差，该估计误差的协方差送给一最优增益计算模块，该最优增益计 算模块从该协方差计算模块接收该估计误差的当前协方差，並计算最优增益，该最 优增益送给一协方差更新模块和该状态向量更新模块，该协方差更新模块更新该估 计误差的协方差，並将该估计误差的协方差送给该协方差传播矩阵，该状态向量更 新模块从该最优增益计算模块接收该最优增益，从该观测量残差计算模块接收该观 测量残差，该状态向量更新模块计算当前状态向量的估计值，包括位置，速度和姿 态误差，该位置，速度和姿态误差送给该GPS误差补偿模块和该INS处理器。
35如专利申请范围第6项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器产 生GPS位置数据；其中该中心导航处理器与该GPS处理器，该IMU和该高度测量装置相 连，该中心导航处理器包括一惯性导航系统INS处理器和一卡尔曼滤波器；其中该GP S位置数据送给该中心导航处理器，该平均海平面高度观测量送给该卡尔曼滤波器； 其中该INS处理器的输出，该平均海平面高度观测量和该GPS位置数据在该卡尔曼滤 波器中作融合处理，该卡尔曼滤波器的输出被反馈给该INS处理器来校正INS导航解 ，该INS导航解由该中心导航处理器输出给该I/O接口；
36如专利申请范围第35项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器的 一GPS导航处理器输出该GPS位置数据，全球定位系统卫星星历表，以及大气参数给 该卡尔曼滤波器。
37如专利申请范围第36项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器处 理该惯性观测量，包括机体转动角速率和比力，以及来自该卡尔曼滤波器的位置误 差，速度误差和姿态误差，並导出校正的导航解。
38如专利申请范围第37项所述之一增强型导航定位系统，其中该高度测量装 置将海平面高度测量值送给该卡尔曼滤波器。
39如专利申请范围第38项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器包 括一IMUI/O接口，一IMU误差补偿模块，一坐标转换计算模块，一姿态位置速度计算 模块，一转换矩阵计算模块，和一地球和运动体转动速率计算模块，其中该IMUI/O 接口从该IMU接收该机体转动角速率和比力信号，並处理转化为数字数据，这些数字 数据迭加加有该惯性传感器测量误差，该受惯性传感器测量误差污染的惯性测量值 送给该IMU误差补偿模块，其中该IMU误差补偿模块接收来自该卡尔曼滤波器的传感 器误差估计值，並执行IMU误差校正，该校正后的惯性数据送给该坐标转换计算模块 和该转换矩阵计算模块，该比力送给该坐标转换计算模块，该转换矩阵计算模块从 该IMU误差计算模块接收该机体角速率，从该地球和运载体转动速率计算模块接收一 地球和运载体转动角速率，並执行转换矩阵的计算，该转换矩阵计算模块将该转换 矩阵送给该坐标转换计算模块和该姿态位置速度计算模块，该转换矩阵计算模块中 的一姿态更新算法利用四元素法进行姿态计算，其中该坐标转换模块从该IMU误差计 算模块接收该比力，从该转动矩阵计算模块接收转动矩阵，並执行该坐标转换，该 坐标转换计算模块将转换到由该转换矩阵表征的坐标系中的比力送给该姿态位置速 度计算模块，其中该姿态位置速度计算模块接收从该坐标转换计算模块接收该转换 后的比力，从该转换矩阵计算模块接收该转换矩阵，並更新该姿态，位置，和速度
40如专利申请范围第39项所述之一增强型导航定位系统，其中在进行该位置 和速度计算之后，由卡尔曼滤波器计算得来的该位置和速度误差用在该姿态位置速 度计算模块中来校正该惯性解。
41如专利申请范围第40项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该姿态位置速度计算模块，並在该姿态位置速度计算 模块中执行姿态校正。
42如专利申请范围第40项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该转换矩阵计算模块，並在姿态位置速度计算模块之 前执行姿态校正。
43如专利申请范围第41或42项所述之一增强型导航定位系统，其中由该姿态 位置速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼滤波 器的观测量，由姿态位置速度计算模块计算得来的速度送给该地球和运载体转动速 率计算模块来计算地球转动速率和运载体转动速率，该地球转动速率和运载体转动 速率送给该转换矩阵计算模块，其中该姿态，位置和速度信息送给该I/O接口。
44如专利申请范围第43项所述之一增强型导航定位系统，其中该卡尔曼滤波 器是一稳健的卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器对一大类过程和观测模型提供次优解 ，並用于融合GPS观测量和该惯性传感器观测量。
45如专利申请范围第44项所述之一增强型导航定位系统，其中该稳健卡尔曼 滤波器包括一GPS误差补偿模块用于从该GPS处理器接收该GPS位置数据，从一状态向 量更新模块接收位置和速度校正量，並执行GPS误差补偿以生成校正过的GPS位置数 据，並将该GPS位置数据送给一预处理模块，该预处理模块从该GPS处理器接收GPS卫 星星历数据，从该GPS误差补偿模块接收该校正后的GPS位置数据，从该高度测量装 置接收该运载体高度观测量，从该INS处理器接收INS导航解，该预处理模块计算状 态传输矩阵，並将该状态传输矩阵连同该状态向量送给一状态向量预测模块，该计 算得到的状态传输矩阵也送给一协方差传播模块，该协方差传播模块根据一计算得 到的观测矩阵和一观测模型计算一观测矩阵和当前观测向量，该观测矩阵和该当前 观测向量送给一观测量残差计算模块，该状态向量预测模块从该预处理模块接收该 状态传输矩阵和该状态向量，並对当前时刻的状态进行预测，该预测的当前状态向 量送给该观测量残差计算模块，该观测量残差计算模块从该状态向量预测模块接收 预测的当前状态向量，从该预处理模块接收该测量矩阵和该当前观测向量，该观测 量残差计算模块通过从该当前观测向量减去该观测矩阵与该当前状态向量预测值的 乘积来计算观测量残差，该残差监视模块对从该观测量残差计算模块来的观测量残 差进行判别，该协方差传播模块从该残差监视模块接收系统过程的协方差，从预处 理模块接收状态传输矩阵和估计误差的协方差来计算当前估计误差的协方差，该估 计误差的协方差送给一最优增益计算模块，该最优增益计算模块从该协方差计算模 块接收该估计误差的当前协方差，並计算最优增益， 该最优增益送给一协方差更新模块和该状态向量更新模块， 该协方差更新模块更新该估计误差的协方差，並将该估计误差的协方差送给 该协方差传播矩阵，该状态向量更新模块从该最优增益计算模 块接收该最优增益，从该观测量残差计算模块接收该观测量残差，该状态向量更新 模块计算当前状态向量的估计值，包括位置，速度和姿态误差，该位置，速度和姿 态误差送给该GPS误差补偿模块和该INS处理器。
46如专利申请范围第7项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器产 生一组伪距，载波相位和多卜勒频率；其中该中心导航处理器包括一惯性导航系统 INS处理器，一数据融合模块，一地形数据库，一卡尔曼滤波器，和一载波相位整周 模糊度求解模块；其中该伪距，载波相位和多卜勒频率送给该中心导航处理器，该 地面高度观测量送给该数据融合模块，该惯性观测量送入该INS处理器；其中该INS 处理器的输出，该数据融合模块的输出和该伪距，载波相位，多卜勒频率在该卡尔 曼滤波器中作融合处理，该卡尔曼滤波器的输出被反馈给该INS处理器来校正INS导 航解，该INS导航解由该中心导航处理器输出给该I/O接口；其中该INS处理器提供速 度和加速度信息用于注入该GPS处理器的一微处理器来辅助卫星信号的码和载波相位 跟踪；其中该GPS处理器的该微处理器的输出，该INS处理器的输出和该卡尔曼滤波 器的输出注入该载波相位整周模糊度求解模块来确定全球定位系统卫星信号载波相 位整周模糊值；其中该载波相位整周模糊求解模块输出该载波相位模糊值给该卡尔 曼滤波器以进一步提高导航定位精度；其中该INS处理器输出导航解给该I/O接口。
47如专利申请范围第46项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器的 该微处理器输出该伪距，载波相位和多卜勒频率，全球定位系统卫星星历表，以及 大气参数给该卡尔曼滤波器。
48如专利申请范围第47项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器处 理该惯性观测量，包括机体转动角速率和比力，以及来自该卡尔曼滤波器的位置误 差，速度误差和姿态误差，並导出校正的导航解。
49如专利申请范围第48项所述之一增强型导航定位系统，其中该雷达高度计 将该地形高度测量值送给该数据融合模块，该INS处理器将运载体的位置信息送给该 地形数据库，该地形数据库执行数据库查询，並导出地面相对於海平面的高度，並 将该地面相对於海平面的高度送给该数据融合模块，该数据融合模块从该雷达高度 计接收该地形高度测量值和该地面相对於海平面的高度，並导出运载体相对於平均 海平面的高度，该相对於平均海平面的高度送给该卡尔曼滤波器。
50如专利申请范围第49项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器包 括一IMUI/O接口，一IMU误差补偿模块，一坐标转换计算模块，一姿态位置速度计算 模块，一转换矩阵计算模块，和一地球和运动体转动速率计算模块，其中该IMUI/O 接口从该IMU接收该机体转动角速率和比力信号，並处理转化为数字数据，这些数字 数据迭加有该惯性传感器测量误差，该受惯性传感器测量误差污染的惯性测量值 送给该IMU误差补偿模块，其中该IMU误差补偿模块接收来自该卡尔曼滤波器的传感 器误差估计值，並执行IMU误差校正，该校正后的惯性数据送给该坐标转换计算模块 和该转换矩阵计算模块，该比力送给该坐标转换计算模块，该转换矩阵计算模块从 该IMU误差计算模块接收该机体角速率，从该地球和运载体转动速率计算模块接收一 地球和运载体转动角速率，並执行转换矩阵的计算，该转换矩阵计算模块将该转换 矩阵送给该坐标转换计算模块和该姿态位置速度计算模块，该转换矩阵计算模块中 的一姿态更新算法利用四元素法进行姿态计算，其中该坐标转换模块从该IMU误差计 算模块接收该比力，从该转动矩阵计算模块接收转动矩阵，並执行该坐标转换，该 坐标转换计算模块将转换到由该转换矩阵表征的坐标系中的比力送给该姿态位置速 度计算模块，其中该姿态位置速度计算模块接收从该坐标转换计算模块接收该转换 后的比力，从该转换矩阵计算模块接收该转换矩阵，並更新该姿态，位置，和速度
51如专利申请范围第50项所述之一增强型导航定位系统，其中在进行该位置 和速度计算之后，由卡尔曼滤波器计算得来的该位置和速度误差用在该姿态位置速 度计算模块中来校正该惯性解。
52如专利申请范围第51项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该姿态位置速度计算模块，並在该姿态位置速度计算 模块中执行姿态校正。
53如专利申请范围第51项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该转换矩阵计算模块，並在姿态位置速度计算模块之 前执行姿态校正。
54如专利申请范围第52项所述之一增强型导航定位系统，其中由该姿态位置 速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼滤波器的 观测量，同时校正后的惯性解送给该载波相位整周模糊求解模块来辅助求解全球定 位系统卫星信号载波相位整周模糊值，校正后的速度和加速度信息送给GPS处理器的 该微处理器来辅助全球定位系统卫星信号的载波相位和码跟踪，其中由姿态位置速 度计算模块计算得来的速度送给该地球和运载体转动速率计算模块来计算地球转动 速率和运载体转动速率，该地球转动速率和运载体转动速率送给该转换矩阵计算模 块，其中该姿态，位置和速度信息送给该I/O接口。
55如专利申请范围第53项所述之一增强型导航定位系统，其中由该姿态位置 速度速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼滤波 器观测量，同时校正后的惯性解送给该载波相位整周模糊求解模块来辅助求解全球 定位系统卫星信号载波相位整周模糊值，校正后的速度和加速度信息送给GPS处理器 的该微处理器来辅助全球定位系统卫星信号的载波相位和码跟踪，其中由姿态位置 速度计算模块计算得来的速度送给该地球和运载体转动速率计算模块来计算地球转 动速率和运载体转动速率，该地球转动速率和运载体转动速率送给该转换矩阵计算 模块，其中该姿态，位置和速度信息送给该I/O接口。
56如专利申请范围第46，54或55项所述之一增强型导航定位系统，其中该卡 尔曼滤波器是一稳健的卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器对一大类过程和观测模型提 供次优解，並用于融合GPS观测量和该惯性传感器观测量。
57如专利申请范围第56项所述之一增强型导航定位系统，其中该稳健卡尔曼 滤波器包括一GPS误差补偿模块用于从该GPS处理器接收该GPS观测量，包括该伪距， 载波相位和多卜勒频率，从一状态向量更新模块接收位置和速度校正量，並执行GPS 误差补偿以生成校正过的GPS原始数据，並将该GPS原始数据送给一预处理模块，该 预处理模块从该GPS处理器接收GPS卫星星历数据，从该GPS误差补偿模块接收该校正 后的GPS原始数据，从该数据融合模块接收该运载体高度观测量，从该INS处理器接 收INS导航解，该预处理模块计算状态传输矩阵，並将该状态传输矩阵连同该状态向 量送给一状态向量预测模块，该计算得到的状态传输矩阵也送给一协方差传播模块 ，该协方差传播模块根据一计算得到的观测矩阵和一观测模型计算一观测矩阵和当 前观测向量，该观测矩阵和该当前观测向量送给一观测量残差计算模块，该状态向 量预测模块从该预处理模块接收该状态传输矩阵和该状态向量，並对当前时刻的状 态进行预测，该预测的当前状态向量送给该观测量残差计算模块，该观测量残差计 算模块从该状态向量预测模块接收预测的当前状态向量，从该预处理模块接收该测 量矩阵和该当前观测向量，该观测量残差计算模块通过从该当前观测向量减去该观 测矩阵与该当前状态向量预测值的乘积来计算观测量残差，该残差监视模块对从该 观测量残差计算模块来的观测量残差进行判别，该协方差传播模块从该残差监视模 块接收系统过程的协方差，从预处理模块接收状态传输矩阵和估计误差的协方差来 计算当前估计误差的协方差，该估计误差的协方差送给一最优增益计算模块，该最 优增益计算模块从该协方差计算模块接收该估计误差的当前协方差，並计算最优增 益，该最优增益送给一协方差更新模块和该状态向量更新模块，该协方差更新模块 更新该估计误差的协方差，並将该估计误差的协方差送给该协方差传播矩阵，该状 态向量更新模块从该最优增益计算模块接收该最优增益，从该观测量残差计算模块 接收该观测量残差，该状态向量更新模块计算当前状态向量的估计值，包括位置， 速度和姿态误差，该位置，速度和姿态误差送给该GPS误差补偿模块和该INS处理器
58如专利申请范围第46，54或55项所述之一增强型导航定位系统，其中该载 波相位整周模糊求解模块从该INS处理器接收位置和速度数据，从该GPS处理器的该 微处理器接收该载波相位和多卜勒频率观测量，从该卡尔曼滤波器接收协方差矩阵 来确定该全球定位系统卫星信号载波相位整周模糊值，並将该全球定位系统卫星信 号载波相位整周模糊值送给该卡尔曼滤波器以进一步提高该GPS原始观测量的观测精 度。
59如专利申请范围第57项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波相位整 周模糊求解模块包括一几何距离计算模块，一最小平方调整模块，一卫星钟模型， 一电离层模型，一对流层模型，一卫星预测模块，和一收索空间确定模块，该卫星 预测模块从该GPS处理器接收可见GPS卫星的星历数据，並进行卫星位置的计算，该 卫星位置送给该几何距离计算模块，该几何距离计算模块从该INS处理器接收运载体 精确的位置信息，並计算由运载体到卫星之间的几何距离，该几何距离送给该最小 平方调整模块，该对流层模型从该GPS处理器接收一时间标誌，並用一嵌入的对流层 延迟模型计算该GPS卫星信号的对流层延迟，该对流层延迟送给该最小平方调整模块 ，该电离层模型从该GPS处理器接收该GPS卫星信号的时间标誌和电离层参数，並计 算电离层延迟，该电离层延迟送给该最小平方调整模块，该卫星钟模型接收GPS卫星 钟参数，並进行卫星钟校正的计算，该卫星钟校正量也送给该最小平方调整模块， 该收索空间确定模块接收观测量误差並确定全球定位系统卫星信号载波相位整周模 糊值收索空间，该收索空间也送给该最小平方调整模块，该最小平方调整模块从该 几何距离计算模块接收从运载体到卫星之间的几何距离，从该对流层模型接收该对 流层延迟，从该电离层模型接收该电离层延迟，从卫星钟模型接收该卫星钟校正量 ，並计算一初始的收索原点，该最小平方调整模块从该收索空间确定模块接收该整 周模糊值收索空间，並用一标准的最小平方调整算法求解该载波相位整周模糊值。
60如专利申请范围第56项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波相位整 周模糊求解模块从该INS处理器接收位置和速度数据，从该GPS处理器的该微处理器 接收载波相位和多卜勒频率，从该卡尔曼滤波器接收协方差矩阵来确定全球定位系 统卫星信号整周模糊值，在该整周模糊值确定之后，该整周模糊值送给该卡尔曼滤 波器以进一步提高GPS原始数据的测量精度。
61如专利申请范围第59项所述之一增强型导航定位系统，其中该载波相位整 周模糊求解模块包括一几何距离计算模块，一最小平方调整模块，一卫星钟模型， 一电离层模型，一对流层模型，一卫星预测模块，和一收索空间确定模块，该卫星 预测模块从该GPS处理器接收可见GPS卫星的星历数据，並进行卫星位置的计算，该 卫星位置送给该几何距离计算模块，该几何距离计算模块从该INS处理器接收运载体 精确的位置信息，並计算由运载体到卫星之间的几何距离，该几何距离送给该最小 平方调整模块，该对流层模型从该GPS处理器接收一时间标誌，並用一嵌入的对流层 延迟模型计算该GPS卫星信号的对流层延迟，该对流层延迟送给该最小平方调整模块 ，该电离层模型从该GPS处理器接收该GPS卫星信号的时间标誌和电离层参数，並计 算电离层延迟，该电离层延迟送给该最小平方调整模块，该卫星钟模型接收GPS卫星 钟参数，並进行卫星钟校正的计算，该卫星钟校正量也送给该最小平方调整模块， 该收索空间确定模块接收观测量误差並确定全球定位系统卫星信号载波相位整周模 糊值收索空间，该收索空间也送给该最小平方调整模块，该最小平方调整模块从该 几何距离计算模块接收从运载体到卫星之间的几何距离，从该对流层模型接收该对 流层延迟，从该电离层模型接收该电离层延迟，从卫星钟模型接收该卫星钟校正量 ，並计算一初始的收索原点，该最小平方调整模块从该收索空间确定模块接收该整 周模糊值收索空间，並用一标准的最小平方调整算法求解该载波相位整周模糊值。
62如专利申请范围第7项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器产 生一组伪距和多卜勒频率；其中该中心导航处理器包括一惯性导航系统INS处理器， 一数据融合模块，一地形数据库，和一卡尔曼滤波器；其中该伪距和多卜勒频率送 给该中心导航处理器，该地形高度测量值送给该数据融合模块，该惯性测量值送给 该INS处理器；其中该INS处理器的输出，该数据融合模块的输出和该伪距，多卜勒 频率在该卡尔曼滤波器中作融合处理，该卡尔曼滤波器的输出被反馈给该INS处理器 来校正INS导航解，该INS导航解由该中心导航处理器输出给该I/O接口；其中该INS 处理器提供速度和加速度信息用于注入该GPS处理器的一微处理器来辅助卫星信号的 码和载波相位跟踪；其中该INS处理器输出导航解给该I/O接口。
63如专利申请范围第61项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器的 该微处理器输出该伪距和多卜勒频率，全球定位系统卫星星历表，以及大气参数给 该卡尔曼滤波器。
64如专利申请范围第62项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器处 理该惯性观测量，包括机体转动角速率和比力，以及来自该卡尔曼滤波器的位置误 差，速度误差和姿态误差，並导出校正的导航解。
65如专利申请范围第63项所述之一增强型导航定位系统，其中该雷达高度计 将该地形高度测量值送给该数据融合模块，该INS处理器将运载体的位置信息送给该 地形数据库，该地形数据库执行数据库查询，並导出地面相对於海平面的高度，並 将该地面相对於海平面的高度送给该数据融合模块，该数据融合模块从该雷达高度 计接收该地形高度测量值和该地面相对於海平面的高度，並导出运载体相对於平均 海平面的高度，该相对於平均海平面的高度送给该卡尔曼滤波器。
66如专利申请范围第64项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器包 括一IMUI/O接口，一IMU误差补偿模块，一坐标转换计算模块，一姿态位置速度计算 模块，一转换矩阵计算模块，和一地球和运动体转动速率计算模块，其中该IMUI/O 接口从该IMU接收该机体转动角速率和比力信号，並处理转化为数字数据，这些数字 数据迭加加有该惯性传感器测量误差，该受惯性传感器测量误差污染的惯性测量值 送给该IMU误差补偿模块，其中该IMU误差补偿模块接收来自该卡尔曼滤波器的传感 器误差估计值，並执行IMU误差校正，该校正后的惯性数据送给该坐标转换计算模块 和该转换矩阵计算模块，该比力送给该坐标转换计算模块，该转换矩阵计算模块从 该IMU误差计算模块接收该机体角速率，从该地球和运载体转动速率计算模块接收一 地球和运载体转动角速率，並执行转换矩阵的计算，该转换矩阵计算模块将该转换 矩阵送给该坐标转换计算模块和该姿态位置速度计算模块，该转换矩阵计算模块中 的一姿态更新算法利用四元素法进行姿态计算，其中该坐标转换模块从该IMU误差计 算模块接收该比力，从该转动矩阵计算模块接收转动矩阵，並执行该坐标转换，该 坐标转换计算模块将转换到由该转换矩阵表征的坐标系中的比力送给该姿态位置速 度计算模块，其中该姿态位置速度计算模块接收从该坐标转换计算模块接收该转换 后的比力，从该转换矩阵计算模块接收该转换矩阵，並更新该姿态，位置，和速度
67如专利申请范围第65项所述之一增强型导航定位系统，其中在进行该位置 和速度计算之后，由卡尔曼滤波器计算得来的该位置和速度误差用在该姿态位置速 度计算模块中来校正该惯性解。
68如专利申请范围第66项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该姿态位置速度计算模块，並在该姿态位置速度计算 模块中执行姿态校正。
69如专利申请范围第66项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该转换矩阵计算模块，並在姿态位置速度计算模块之 前执行姿态校正。
70如专利申请范围第66，67或68项所述之一增强型导航定位系统，其中由该 姿态位置速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼 滤波器的观测量，校正后的速度和加速度信息送给GPS处理器的该微处理器来辅助全 球定位系统卫星信号的载波相位和码跟踪，其中由姿态位置速度计算模块计算得来 的速度送给该地球和运载体转动速率计算模块来计算地球转动速率和运载体转动速 率，该地球转动速率和运载体转动速率送给该转换矩阵计算模块，其中该姿态，位 置和速度信息送给该I/O接口。
71如专利申请范围第61，67或68项所述之一增强型导航定位系统，其中该卡 尔曼滤波器是一稳健的卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器对一大类过程和观测模型提 供次优解，並用于融合GPS观测量和该惯性传感器观测量。
72如专利申请范围第70项所述之一增强型导航定位系统，其中该稳健卡尔曼 滤波器包括一GPS误差补偿模块用于从该GPS处理器接收该GPS观测量，包括该伪距和 多卜勒频率，从一状态向量更新模块接收位置和速度校正量，並执行GPS误差补偿以 生成校正过的GPS原始数据，並将该GPS原始数据送给一预处理模块，该预处理模块 从该GPS处理器接收GPS卫星星历数据，从该GPS误差补偿模块接收该校正后的GPS原 始数据，从该高度测量装置接收该运载体高度观测量，从该INS处理器接收INS导航 解，该预处理模块计算状态传输矩阵，並将该状态传输矩阵连同该状态向量送给一 状态向量预测模块，该计算得到的状态传输矩阵也送给一协方差传播模块，该协方 差传播模块根据一计算得到的观测矩阵和一观测模型计算一观测矩阵和当前观测向 量，该观测矩阵和该当前观测向量送给一观测量残差计算模块，该状态向量预测模 块从该预处理模块接收该状态传输矩阵和该状态向量，並对当前时刻的状态进行预 测，该预测的当前状态向量送给该观测量残差计算模块，该观测量残差计算模块从 该状态向量预测模块接收预测的当前状态向量，从该预处理模块接收该测量矩阵和 该当前观测向量，该观测量残差计算模块通过从该当前观测向量减去该观测矩阵与 该当前状态向量预测值的乘积来计算观测量残差，该残差监视模块对从该观测量残 差计算模块来的观测量残差进行判别，该协方差传播模块从该残差监视模块接收系 统过程的协方差，从预处理模块接收状态传输矩阵和估计误差的协方差来计算当前 估计误差的协方差，该估计误差的协方差送给一最优增益计算模块，该最优增益计 算模块从该协方差计算模块接收该估计误差的当前协方差，並计算最优增益，该最 优增益送给一协方差更新模块和该状态向量更新模块，该协方差更新模块更新该估 计误差的协方差，並将该估计误差的协方差送给该协方差传播矩阵，该状态向量更 新模块从该最优增益计算模块接收该最优增益，从该观测量残差计算模块接收该观 测量残差，该状态向量更新模块计算当前状态向量的估计值，包括位置，速度和姿 态误差，该位置，速度和姿态误差送给该GPS误差补偿模块和该INS处理器。
73如专利申请范围第7项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器产 生GPS位置数据；其中该中心导航处理器与该GPS处理器，该IMU和该雷达高度计相连 ，该中心导航处理器包括一惯性导航系统INS处理器，一数据融合模块，一地形数据 库，和一卡尔曼滤波器；其中该GPS位置数据送给该中心导航处理器，该地形高度数 据送给该数据融合模块，该惯性观测量送给INS处理器；其中该INS处理器的输出， 该数据融合模块的输出和该GPS位置数据在该卡尔曼滤波器中作融合处理，该卡尔曼 滤波器的输出被反馈给该INS处理器来校正INS导航解，该INS导航解由该中心导航处 理器输出给该I/O接口；
74如专利申请范围第72项所述之一增强型导航定位系统，其中该GPS处理器的 一GPS导航处理器输出该GPS位置数据，全球定位系统卫星星历表，以及大气参数给 该卡尔曼滤波器。
75如专利申请范围第73项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器处 理该惯性观测量，包括机体转动角速率和比力，以及来自该卡尔曼滤波器的位置误 差，速度误差和姿态误差，並导出校正的导航解。
76如专利申请范围第74项所述之一增强型导航定位系统，其中该雷达高度计 将该地形高度测量值送给该数据融合模块，该INS处理器将运载体的位置信息送给该 地形数据库，该地形数据库执行数据库查询，並导出地面相对於海平面的高度，並 将该地面相对於海平面的高度送给该数据融合模块，该数据融合模块从该雷达高度 计接收该地形高度测量值和该地面相对於海平面的高度，並导出运载体相对於平均 海平面的高度，该相对於平均海平面的高度送给该卡尔曼滤波器。
77如专利申请范围第75项所述之一增强型导航定位系统，其中该INS处理器包 括一IMUI/O接口，一IMU误差补偿模块，一坐标转换计算模块，一姿态位置速度计算 模块，一转换矩阵计算模块，和一地球和运动体转动速率计算模块，其中该IMUI/O 接口从该IMU接收该机体转动角速率和比力信号，並处理转化为数字数据，这些数字 数据迭加加有该惯性传感器测量误差，该受惯性传感器测量误差污染的惯性测量值 送给该IMU误差补偿模块，其中该IMU误差补偿模块接收来自该卡尔曼滤波器的传感 器误差估计值，並执行IMU误差校正，该校正后的惯性数据送给该坐标转换计算模块 和该转换矩阵计算模块，该比力送给该坐标转换计算模块，该转换矩阵计算模块从 该IMU误差计算模块接收该机体角速率，从该地球和运载体转动速率计算模块接收一 地球和运载体转动角速率，並执行转换矩阵的计算，该转换矩阵计算模块将该转换 矩阵送给该坐标转换计算模块和该姿态位置速度计算模块，该转换矩阵计算模块中 的一姿态更新算法利用四元素法进行姿态计算，其中该坐标转换模块从该IMU误差计 算模块接收该比力，从该转动矩阵计算模块接收转动矩阵，並执行该坐标转换，该 坐标转换计算模块将转换到由该转换矩阵表征的坐标系中的比力送给该姿态位置速 度计算模块，其中该姿态位置速度计算模块接收从该坐标转换计算模块接收该转换 后的比力，从该转换矩阵计算模块接收该转换矩阵，並更新该姿态，位置，和速度
78如专利申请范围第76项所述之一增强型导航定位系统，其中在进行该位置 和速度计算之后，由卡尔曼滤波器计算得来的该位置和速度误差用在该姿态位置速 度计算模块中来校正该惯性解。
79如专利申请范围第77项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该姿态位置速度计算模块，並在该姿态位置速度计算 模块中执行姿态校正。
80如专利申请范围第77项所述之一增强型导航定位系统，其中由该卡尔曼滤 波器计算得出的姿态误差送给该转换矩阵计算模块，並在姿态位置速度计算模块之 前执行姿态校正。
81如专利申请范围第78或79项所述之一增强型导航定位系统，其中由该姿态 位置速度计算模块得来的校正后的惯性解送给该卡尔曼滤波器来建立该卡尔曼滤波 器的观测量，由姿态位置速度计算模块计算得来的速度送给该地球和运载体转动速 率计算模块来计算地球转动速率和运载体转动速率，该地球转动速率和运载体转动 速率送给该转换矩阵计算模块，其中该姿态，位置和速度信息送给该I/O接口。
82如专利申请范围第80项所述之一增强型导航定位系统，其中该卡尔曼滤波 器是一稳健的卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器对一大类过程和观测模型提供次优解 ，並用于融合GPS观测量和该惯性传感器观测量。
83如专利申请范围第81项所述之一增强型导航定位系统，其中该稳健卡尔曼 滤波器包括一GPS误差补偿模块用于从该GPS处理器接收该GPS位置数据，从一状态向 量更新模块接收位置和速度校正量，並执行GPS误差补偿以生成校正过的GPS位置数 据，並将该GPS位置数据送给一预处理模块，该预处理模块从该GPS处理器接收GPS卫 星星历数据，从该GPS误差补偿模块接收该校正后的GPS位置数据，从该高度测量装 置接收该运载体高度观测量，从该INS处理器接收INS导航解，该预处理模块计算状 态传输矩阵，並将该状态传输矩阵连同该状态向量送给一状态向量预测模块，该计 算得到的状态传输矩阵也送给一协方差传播模块，该协方差传播模块根据一计算得 到的观测矩阵和一观测模型计算一观测矩阵和当前观测向量，该观测矩阵和该当前 观测向量送给一观测量残差计算模块，该状态向量预测模块从该预处理模块接收该 状态传输矩阵和该状态向量，並对当前时刻的状态进行预测，该预测的当前状态向 量送给该观测量残差计算模块，该观测量残差计算模块从该状态向量预测模块接收 预测的当前状态向量，从该预处理模块接收该测量矩阵和该当前观测向量，该观测 量残差计算模块通过从该当前观测向量减去该观测矩阵与该当前状态向量预测值的 乘积来计算观测量残差，该残差监视模块对从该观测量残差计算模块来的观测量残 差进行判别，该协方差传播模块从该残差监视模块接收系统过程的协方差，从预处 理模块接收状态传输矩阵和估计误差的协方差来计算当前估计误差的协方差，该估 计误差的协方差送给一最优增益计算模块，该最优增益计算模块从该协方差计算模 块接收该估计误差的当前协方差，並计算最优增益， 该最优增益送给一协方差更新模块和该状态向量更新模块， 该协方差更新模块更新该估计误差的协方差，並将该估 计误差的协方差送给该协方差传播矩阵，该状态向量更新模块从该最优增益计算模 块接收该最优增益，从该观测量残差计算模块接收该观测量残差，该状态向量更新 模块计算当前状态向量的估计值，包括位置，速度和姿态误差，该位置，速度和姿 态误差送给该GPS误差补偿模块和该INS处理器。

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