农业机械学报

作者：袁洪良，杨浚宇，唐睿，杜建伟

单位：同济大学,同济大学,中移(成都)产业研究院,中移(成都)产业研究院,

关键词：农业机械;自主导航;BDS/INS;扩展卡尔曼滤波;ZUPT;航向约束

基金：教育部-中国移动科研基金项目(MCM2020—J-2)

北斗定位系统(BDS)能够实现厘米级的定位，在农机导航系统中获得了广泛应用。然而，单纯的卫星定位系统存在一些局限性，比如易受外界遮挡、数据频率低等。因此，在导航系统中集成惯性元件并发展组合导航技术成为重要研究方向。考虑到高性能惯导成本很高，不利于推广应用，本文研究了农业场景下，使用低成本惯导和BDS构成组合导航系统。为提高定位精度，解决由BDS中断导致误差发散的问题，设计了零速修正。同时，分析了BDS/INS组合导航系统中航向角误差不可观测的原因和误差来源，设计了航向约束方法。当BDS信息可用时，利用双天线航向角信息来抑制航向角误差的累积；当BDS中断时，使用零角速度修正。通过现场实验验证，当BDS可用时，零速修正可以将位置、速度和水平姿态的精度分别提高20%、40%和15%以上，航向约束可以将航向角精度提高90%以上；BDS中断时，零速修正可以将位置、速度的精度提高90%以上，水平姿态的精度提高80%以上，航向约束可以将航向角精度提高40%以上。

来源：2023年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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