低功耗BDS-SPP/INS融合定位系统的设计与试验

摘要

【目的】融合定位设备大多依赖于BDS-RTK，而BDS-RTK功耗大，在网络信号不佳的区域无法获取差分链路，只能使用标准单点定位(Standard point positioning,SPP)，而SPP定位系统存在定位误差大、抗干扰能力弱的问题。本研究致力于解决这些问题。【方法】提出一种惯性导航系统(Inertial navigation system,INS)和BDSSPP传感器信息融合卡尔曼滤波方法，基于该方法开发了低功耗融合定位系统。采用BDS-RTK作为基准，测试了BDS-SPP的低功耗模块静态和动态的误差、航姿参考系统(Attitude and heading reference system,AHRS)零偏和噪声，同时进行滤波器融合定位试验，检测在单天线BDS受到干扰时AHRS的断点续航情况。【结果】BDS定位的静态误差为0.472 6 m,BDS-SPP/INS融合定位系统动态平均标准差小于1.913 7 m，相较于融合前减少0.165 2 m。断点续航试验结果表明，融合定位系统偏移距离平均标准差为3.636 5 m，相较于融合前减少了2.590 0 m。BDS-SPP/INS融合定位系统比BDS-RTK定位系统功率降低了33.3 W；融合后的输出频率较单独采用BDS-SPP情况提高了3倍。【结论】本文的融合定位装置提高了BDS-SPP的抗干扰能力，减少了定位误差，可以在缺少RTK链路的情况下为农业机器人提供定位，可以为农业机器人导航研究提供了技术基础。

关键词

农业机器人 / 低功耗 / BDS / 信息融合 / Kalman滤波 / INS