發(fā)布時(shí)間：2019-09-20 11:10

【摘要】：隨著定位與導(dǎo)航技術(shù)的快速發(fā)展,基于位置的服務(wù)給人們帶來(lái)越來(lái)越好的用戶(hù)體驗(yàn)。但是單一的導(dǎo)航源往往達(dá)不到用戶(hù)的精度要求,同時(shí)也不具備足夠好的魯棒性和可靠性。多源融合導(dǎo)航基于信息融合技術(shù),將來(lái)自不同導(dǎo)航源的同構(gòu)或者異構(gòu)的導(dǎo)航信息按照相應(yīng)的融合算法進(jìn)行融合,從而得到最佳的融合結(jié)果。相對(duì)于傳統(tǒng)的單一導(dǎo)航源,多源融合導(dǎo)航可以充分利用每一個(gè)導(dǎo)航源的優(yōu)勢(shì),從而提供最好的定位與導(dǎo)航服務(wù)。對(duì)多源信息融合以及多源融合導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行分析和概述,同時(shí)闡述常用的多源融合算法及多源融合導(dǎo)航的性能評(píng)估。
【圖文】：

·56·趙萬(wàn)龍等，多源融合導(dǎo)航技術(shù)綜述第37卷第6期的特點(diǎn)，在未來(lái)可以共同為全球提供穩(wěn)定的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。2.2.2慣性導(dǎo)航慣性導(dǎo)航技術(shù)是通過(guò)陀螺和加速度計(jì)測(cè)量目標(biāo)的角速率和加速度，然后通過(guò)積分運(yùn)算計(jì)算出目標(biāo)的位置信息以及速度信息[17]。慣性導(dǎo)航的基本原理如圖1所示。在x軸和y軸方向上分別對(duì)分項(xiàng)加速度求積分，從而得到速度信息。然后在已知初始速度的情況下再次求積分，得到測(cè)量目標(biāo)的位置坐標(biāo)(x,y)。圖1慣性導(dǎo)航基本原理Fig.1Schematicdiagramofinertialnavigation2.2.3光/聲學(xué)導(dǎo)航光學(xué)導(dǎo)航主要為可見(jiàn)光通信定位[18]，可見(jiàn)光通信定位將配備信號(hào)控制裝置的LED燈發(fā)光的明暗變化作為ID信號(hào)發(fā)送，接收到ID信號(hào)的便攜終端將其轉(zhuǎn)換成位置信息。該技術(shù)的定位精度約為1m。聲學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)主要應(yīng)用于水下潛艇的定位。與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相比，聲學(xué)導(dǎo)航具有以下優(yōu)點(diǎn)：既可以用于水面，也可以用于水下導(dǎo)航；能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量載體的速度、艏向等信息。2.2.4重力/磁力導(dǎo)航重力導(dǎo)航是在重力測(cè)量、重力異常及垂線(xiàn)偏差的測(cè)量和補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。磁力導(dǎo)航則是根據(jù)地球上不同位置的地磁場(chǎng)各不相同，首先采用地磁傳感器測(cè)量地磁矢量數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在線(xiàn)定位時(shí)根據(jù)匹配算法，將實(shí)時(shí)測(cè)量的地磁場(chǎng)與地磁矢量數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，從而獲取當(dāng)前用戶(hù)位置信息。重力/磁力導(dǎo)航的基本原理都屬于模型匹配定位。首先離線(xiàn)構(gòu)造重力/磁力場(chǎng)模型，然后在線(xiàn)進(jìn)行匹配定位。其基本原理如圖2所示。2.2.5典型室內(nèi)定位方法得益于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的存在，室外定位很大程度上滿(mǎn)足了人們對(duì)定位導(dǎo)航服務(wù)的要求。但是由于室內(nèi)環(huán)境中可見(jiàn)星的遮擋問(wèn)題，衛(wèi)星導(dǎo)航無(wú)法使用。目前室內(nèi)定位方法主要包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位、超寬帶定位、藍(lán)牙定位、WLAN定位等等。其中WLAN定位具有?

比，，聲學(xué)導(dǎo)航具有以下優(yōu)點(diǎn)：既可以用于水面，也可以用于水下導(dǎo)航；能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量載體的速度、艏向等信息。2.2.4重力/磁力導(dǎo)航重力導(dǎo)航是在重力測(cè)量、重力異常及垂線(xiàn)偏差的測(cè)量和補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。磁力導(dǎo)航則是根據(jù)地球上不同位置的地磁場(chǎng)各不相同，首先采用地磁傳感器測(cè)量地磁矢量數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在線(xiàn)定位時(shí)根據(jù)匹配算法，將實(shí)時(shí)測(cè)量的地磁場(chǎng)與地磁矢量數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，從而獲取當(dāng)前用戶(hù)位置信息。重力/磁力導(dǎo)航的基本原理都屬于模型匹配定位。首先離線(xiàn)構(gòu)造重力/磁力場(chǎng)模型，然后在線(xiàn)進(jìn)行匹配定位。其基本原理如圖2所示。2.2.5典型室內(nèi)定位方法得益于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的存在，室外定位很大程度上滿(mǎn)足了人們對(duì)定位導(dǎo)航服務(wù)的要求。但是由于室內(nèi)環(huán)境中可見(jiàn)星的遮擋問(wèn)題，衛(wèi)星導(dǎo)航無(wú)法使用。目前室內(nèi)定位方法主要包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位、超寬帶定位、藍(lán)牙定位、WLAN定位等等。其中WLAN定位具有定位成本低、實(shí)現(xiàn)方便的特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具有前景的定位手段[19]。WLAN室內(nèi)定位主要有基于匹配算法的指紋定位和基于接收信號(hào)強(qiáng)度RSS（ReceivedSignalStrength）測(cè)距的無(wú)線(xiàn)定位[20]。2.3多源融合導(dǎo)航架構(gòu)圖2重力/磁力導(dǎo)航基本原理Fig.2Schematicdiagramofgravityandmagnetismnavigation
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué);
【基金】：國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)子課題(NO.2014ZX03004003)
【分類(lèi)號(hào)】：TN96

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本文編號(hào)：2538781