基于粒子濾波的INS/磁力計融合定位算法

夏景平,胡輝,歐敏輝,顏瑜軍

(華東交通大學 信息工程學院,江西 南昌 330013)

基于粒子濾波的INS/磁力計融合定位算法

夏景平,胡輝,歐敏輝,顏瑜軍

(華東交通大學 信息工程學院,江西 南昌 330013)

針對城市峽谷場景中GPS信號容易受到建筑物的遮擋、反射,導致智能終端的GPS定位精度降低甚至無法定位的問題,本文在分析城市峽谷場景中GPS定位誤差的基礎上,在智能終端上實現了基于粒子濾波融合INS輸出的水平速度和磁力計方位角的多傳感器定位算法。實驗結果表明,該算法的平均定位誤差是3.19 m,相比于GPS的13.81 m,降低了76.9%,相比于EKF和UKF融合算法的4.84 m和4.82 m,分別降低了34.1%和33.8%.

多傳感器融合;粒子濾波;城市峽谷;智能終端

0 引 言

隨著智能終端的普及和通信技術的迅猛發展,智能終端的位置信息在基于位置的服務(LBS)應用中發揮著舉足輕重的作用[1]。智能終端的全球衛星導航系統(GNSS)能為人們提供了全天候、實時的位置和時間信息,在空曠場景下定位性能良好,然而在高樓密集、高樓間距離短的城市峽谷環境下,衛星分布在與道路平行的“條狀”天空,導致多徑干擾和幾何精度因子過大,衛星定位的精度會大幅降低,甚至無法定位[2]。

針對城市峽谷中GNSS定位精度低的問題,Groves提出了陰影匹配(SM)算法,該算法利用三維建筑模型預測衛星可見性,通過與實際觀測衛星可見性對比來實現定位,靜態實驗結果在過街方向能達到米級的定位精度,但國內匱乏的三維建筑模型限制了該算法的推廣[3]。……