【摘 要】
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建设智慧城市在实现可持续发展、引领信息技术应用、提升城市综合竞争力等方面具有重要意义,能使城市发展更全面、更协调、更可持续,会让城市生活更健康、更和谐、更美好。本文针对智能城市建设中遇到的交通拥堵、停车困难、应急反应迟缓、安全隐患等“城市疾病”,提出基于智能手机平台的GNSS/INS/NHC/蓝牙组合的室内外无缝定位方案。本文主要研究内容如下:首先,以东北天坐标系作为导航坐标系,详细推导了GNSS
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建设智慧城市在实现可持续发展、引领信息技术应用、提升城市综合竞争力等方面具有重要意义,能使城市发展更全面、更协调、更可持续,会让城市生活更健康、更和谐、更美好。本文针对智能城市建设中遇到的交通拥堵、停车困难、应急反应迟缓、安全隐患等“城市疾病”,提出基于智能手机平台的GNSS/INS/NHC/蓝牙组合的室内外无缝定位方案。本文主要研究内容如下:首先,以东北天坐标系作为导航坐标系,详细推导了GNSS/INS车载组合导航算法,包括各参考坐标系之间的旋转变换、位置更新、速度更新、姿态更新算法和对应的动力学误差模型。基于此模型,建立了卡尔曼滤波的系统方程以及观测方程。其次,为提高车载组合导航定位精度,建立了估计空间杆臂效应以及时间差的卡尔曼滤波器模型,并提出通过插值算法补偿时间差。然后,针对智能手机用户的特点,考虑安装误差角和杆臂对非完整性约束算法的影响;提出利用平行滤波器以及速度匹配算法实现轴向的快速对准;并利用航向约束算法约束长时间停车出现的姿态漂移。最后,针对建设有蓝牙伪卫星基站的地下空间,采用INS/NHC/蓝牙组合方案保持车载导航定位精度。实验结果表明虽然智能手机内置低成本传感器,但经过精细校准后,仍然可以实现较高的性能。其中INS/NHC组合模式在隧道中的水平定位误差小于总里程的3.5%;INS/NHC/蓝牙组合模式在地下车库中的水平定位误差小于1 m。本文创新点如下:（1）提出基于智能手机平台的GNSS/INS/NHC/蓝牙组合定位方案,解决城市复杂场景下低成本室内外无缝连接定位需求,为智能网联汽车发展提供技术支持。其中在室外采用GNSS/INS组合并校正NHC,在室内采用INS/NHC方案,对于建设有蓝牙低功耗伪卫星基站的地下空间,则采用INS/NHC/蓝牙组合方案。（2）通过平行滤波器分别检测智能手机不同安装方式的速度残差和航向残差,根据残差大小判断出手机的安装方式,再利用速度匹配算法实现智能手机与车辆轴向的快速对准,有效解决了手机任意安装问题。
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