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申请/专利权人：北京泛源时空科技有限公司

摘要：本发明属于自主导航定位领域，公开了一种融合北斗与足部惯性的人员自主定位方法及系统，该方法包括北斗定位坐标获取、惯性定位坐标获取、将北斗定位坐标与惯性定位坐标通过滤波融合单元进行耦合解算，进而通过输出单元提供行人的精确位置；本发明通过构建北斗与足部惯性传感器的融合定位系统与算法，极大地提高了整个行人定位系统的精度和稳定性，可为人员提供高精度的室内外无缝位置服务。

主权项：1.一种融合北斗与足部惯性的人员自主定位方法，其特征在于，包括：北斗定位坐标获取：天线接收单元跟踪北斗卫星信号并经过信号处理单元解码得到原始观测数据，并通过定位解算单元获得北斗定位坐标；惯性定位坐标获取：足部惯性单元提取惯性测量值，通过零速更新单元和机械编排单元依次解算得到惯性定位坐标；耦合解算以输出位置：北斗定位坐标与惯性定位坐标通过滤波融合单元进行耦合解算，最后通过输出单元提供行人的位置；北斗定位坐标获取中，信号处理单元用于解码北斗双频信号，其观测方程表示为： 其中，下标r、f和z分别代表接收机、信号频率与天顶方向；c为真空中的光速，和分别为伪距观测值和载波相位观测值，为接收机到卫星的卫地距，tr和ts分别是接收机钟差和北斗系统的卫星钟差，br,f和分别表示接收机信号通道与卫星信号通道的伪距硬件时延，Br,f和分别表示接收机信号通道与卫星信号通道的相位硬件时延，Tr,z和分别表示天顶对流层延迟和投影函数，和分别代表天顶电离层延迟和投影函数，和λf分别为整数模糊度和信号频率f对应的波长，σP和σΦ分别代表伪距和载波的观测噪声；所述惯性测量值包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计数据的测量数据；惯性定位坐标获取中，在零速探测单元的零速探测方程为： 其中，αi、ωi和mi分别表示在第i历元的加速度计、陀螺仪与磁力计的测量值，Tk表示探测器，k为惯性传感器的采样时刻，W表示探测器的窗口大小，σa、σω和σm分别是三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计的白噪声，表示三轴加速度计的均值，||μa||表示三轴加速度计的2-范数；当Tk阈值λ时，识别出行人的站立期间，并通过卡尔曼纳滤波补偿当前惯性误差；惯性定位坐标获取中，在采样点k时刻，机械编排单元的机械编排方程为： 其中，下标b和上标n分别代表载体坐标和导航坐标，Vn|k和Pn|k分别表示旋转矩阵、速度矩阵与位置矩阵，I表示单位矩阵，t是采样时间，an|k和ωn|k分是惯性传感器测量的比力和角速率，[·]×表示交错矩阵，通过求解上述机械编排方程即可以得到惯性定位的坐标；耦合解算以输出位置时：通过滤波融合单元将北斗定位坐标与惯性定位坐标进行融合得到定位误差状态方程：δx＝[δPnδVnδAnδabδωb]#4其中，δPn、δVn与δAn分别是融合滤波后在导航坐标系下的位置、速度和姿态向量，δωb和δab分别是在载体坐标系下的三轴陀螺仪和三轴加速度计的误差向量。

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