基于精化预积分的GNSS/IMU/视觉多源融合定位方法

作     者：贾晓雪 赵冬青 肖国锐 杨显赐 杨朝永 赖路广 JIA Xiaoxue;ZHAO Dongqing;XIAO Guorui;YANG Xianci;YANG Chaoyong;LAI Luguang

作者机构：信息工程大学地理空间信息学院郑州450001 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年第50卷第6期

页      面：2026-2032页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(41774037 41904039 42274045) 

主　　题：IMU预积分 地球自转 重力变化 图优化 多源融合定位 

摘      要：针对传统预积分算法固定地球重力值和忽略地球自转的问题,提出一种考虑地球自转和重力变化的惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)预积分算法。参照高精度捷联惯性导航解算的动力学模型,在IMU预积分动力学模型的姿态更新中引入地球自转角速率,速度和位置更新中引入由地球自转引起的科里奥利加速度,同时将由载体位置引起的地球重力变化及时反馈至预积分算法中,详细推导了引入地球自转和重力变化后预积分算法的具体过程,实现对传统预积分模型的精化。并将精化的预积分算法应用于基于紧耦合全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)/IMU/视觉多源融合系统中,实测实验结果表明:利用精化的预积分模型可使系统预积分的模型误差有效减小,显著提升多源融合系统整体的定位定姿精度,其中系统定位精度提升32.41%,航向角精度提升4.23%。