顾及非视距与系统误差的 UWB 质量控制及其与 GNSS / INS 的组合定位
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TH-3

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国家重点研发计划项目(2021YFB3900804)资助


UWB quality control and its integrated positioning with GNSS / INS considering NLOS and system errors
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    摘要:

    为提高 GNSS 拒止环境下定位系统的定位精度与稳定性,本文提出了顾及非视距与系统误差的 UWB 质量控制方法,并 实现了其与 GNSS / INS 的组合定位。 首先,综合考虑系统的稳定性与定位精度,以 GNSS / INS 松组合+UWB/ INS 紧组合的方式 构建集中式卡尔曼滤波;在此基础上,针对 UWB 中存在的 NLOS 误差,设计了基于滑动窗口与滤波新息向量的两步 NLOS 误差 识别方法;最后,采用基于滤波估计的方法实时补偿 UWB 中的系统误差。 实验结果表明,本文提出的 UWB 质量控制方法能够 有效减小 NLOS 与系统误差的影响,GNSS / UWB/ INS 组合算法水平定位误差在 5cm 以内。 在 UWB 布局合理的情况下,该方法 无需依赖过多基站也可实现较高的定位精度。

    Abstract:

    To improve the positioning accuracy and stability of the positioning system in GNSS-denied environments, the paper proposes a UWB quality control method considering NLOS and system errors, and achieves its integrated positioning with GNSS / INS. Firstly, considering the stability and accuracy of the positioning system, a centralized Kalman filter is constructed using loose combination of GNSS / INS and a tight combination of UWB/ INS. Baesd on this, aiming at the NLOS error existing in UWB, a two-step NLOS error identification method based on sliding window and innovation vector of the filter is designed. Finally, a method based on filter estimation is used to compensate the system error in UWB in real time. The experiment results show that the proposed UWB quality control method can effectively reduce the impact of NLOS and system errors, and the horizontal positioning error of the GNSS / UWB/ INS integrated algorithm is within 5cm. With a reasonable UWB layout, this method can achieve high positioning accuracy without relying on an excessive number of base stations.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

吴鹏博,潘树国,高 旺,刘 宏,贾丰硕.顾及非视距与系统误差的 UWB 质量控制及其与 GNSS / INS 的组合定位[J].仪器仪表学报,2024,45(5):51-60

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  • 在线发布日期: 2024-09-14
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