2023年月期第54卷第农报学业机械doi:10.6041/j.issn.1000-1298.2023.07.002基于低成本惯导和运动约束的农机高精度定位系统研究袁洪良！杨浚宇1唐睿？杜建伟（1.同济大学电子与信息工程学院，上海201804；2.中移（成都）产业研究院，成都610041）摘要：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。关键词：农业机械；自主导航；BDS/INS；扩展卡尔曼滤波；ZUPT；航向约束中图分类号：S24文献标识码：A文章编号：1000-1298（2023)07-0017-09OSID:High-precisionLocalizationofAutonomousAgriculturalMachineryUsingLow-costIMUandMotionConstraintsYUANHongliangYANGJunyu'TANGRui?DUJianwei?.2(1.CollegeofElectronicsandInformationEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China2.ChinaMobileChengduInstituteofResearchandDevelopment,Chengdu610041,China)Abstract:TheBeidoupositioningsystem(BDS)canachievecentimeterlevelpositioning,andhasbeenwidelyusedinagriculturalmachinerynavigationsystems.However,asimplesatellitepositioningsystemhassomelimitations,suchasbeingvulnerabletoexternalocclusionandlowdatafrequency.Therefore,integratinginertialcomponentsanddevelopingintegratednavigationtechnologyinnavigationsystemsisanimportanttrend.Consideringthehighcostofhigh-performanceinertialnavigation,whichisnotconducivetopromotionandapplication,theuseoflow-costinertialnavigationand...
