基于多节点摄影/惯导组合测量方法的GNSS动态定位、测速评估关键技术研究

The evaluation technologies about GNSS kinematic positioning and velocity measurement are the key and difficult issues in the field of satellite navigation. A method which is independent of satellite measurement was proposed in this project. And the multi-nodes photography /SINS integration is employed.In this project, the post-processing methods are applied in the evaluation of dynamic performance. In order to improve the performance of combined measurements，the SINS error model is established with the difference method instead of differentiation method. The information of control nodes about photography is also added to the SINS error propagation model. The error parameters of SINS are estimated by using least-squares methods. Therefore, the accuracy of the position and velocity can be improved. And the navigation parameters can also be obtained in a high update rate..The main concerns of the project are as follows: the SINS kinematic error model in the movement, the influence degree of the photography /SINS integrated measurement technology with the photogrammetry positioning accuracy, vehicles speed and the different SINS, the high precision camera calibration with Hasselblad H4D-60 and the high precision image coordinate measurement, design a device which can get the accurate record the moment of photography measurement by using the optical sensor. The work in the paper is innovative and of great application value.

卫星导航系统动态定位、测速性能评估是卫星导航领域的研究热点和难点，项目组提出了独立于卫星测量手段的多节点摄影/惯导组合测量方法。从GNSS动态性能评估允许事后数据处理及提高组合测量性能角度出发，设计了区别于组合导航滤波算法的组合测量方法，采用差分代替微分的数值计算方法建立动态条件下的捷联惯导误差传播模型，将多节点摄影信息应用到捷联惯导误差传播模型，用最小二乘最优估计法统一解算惯导误差参数，使经修正的捷联惯导位置、速度参数在节点间内能保持均匀的高定位、测速精度和高数据更新率。.项目主要研究动态条件下捷联惯导误差传播模型构建和多节点摄影/惯导组合测量理论；摄影交会定位精度、载体运动速度、不同精度惯性器件等对组合测量方法性能的影响；哈苏H4D-60相机高精度标校和标志像点坐标的高精度量测；设计并实现采用光敏感器记录高速闪光时刻实现摄影测量时刻的精确记录。论文所做工作具有较强的创新性和工程价值。

卫星导航系统动态定位、测速性能评估是国际上卫星导航领域的研究热点和难点，鉴于卫星导航系统定位、测速性能的高精度和高动态环境适用性，目前主要采用GNSS RTK等卫星测量方法作为评估手段，缺少基于非卫星测量方法实现卫星导航系统动态定位、测速性能的评估方法。项目组提出了独立于卫星测量手段的多节点摄影/惯导组合测量方法，完成了关键技术研究与相关试验。 .项目主要研究内容包括：1）研究动态条件下捷联惯导误差传播模型构建和多节点摄影/惯导组合测量理论；2）摄影交会定位精度、载体运动速度、不同精度惯性器件等对组合测量方法性能的影响；3）哈苏H4D-60相机高精度标校和标志像点坐标的高精度量测；4）摄影测量时刻的精确记录方法。.项目主要研究成果包括：1）提出了区别于组合导航滤波算法的多节点摄影/惯导组合测量方法；2）采用差分代替微分的数值计算方法构建了运动条件下初始误差与各个时刻误差之间的误差传播关系，建立了动态条件下捷联惯导误差传播模型；3）对高动态条件下面向动态定位检定的摄影测量关键技术进行了细致的研究，解决了哈苏H4D-60相机高精度标校和标志中心对应像点坐标的高精度量测问题；4）设计并实现了采用光敏感器记录高速闪光时刻实现摄影测量时刻的精确记录。 .项目从GNSS动态性能评估允许事后数据处理及提高组合测量性能角度出发，设计了区别于组合导航滤波算法的组合测量方法，采用差分代替微分的数值计算方法建立动态条件下的捷联惯导误差传播模型，将多节点摄影信息应用到捷联惯导误差传播模型，用最小二乘最优估计法统一解算惯导误差参数，使经修正的捷联惯导位置、速度参数在节点间内能保持均匀的高定位、测速精度和高数据更新率。项目方案不仅适用于北斗卫星导航系统性能测试评估，还适用于对其它卫星导航系统或其它动态测量方案进行测试评估工作。项目所做工作具有较强的创新性和工程价值。