導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性是衡量一個導(dǎo)航系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo),在當(dāng)代導(dǎo)航領(lǐng)域中,各種導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展迅速,同時對導(dǎo)航系統(tǒng)的要求也隨之越來越高,單一的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足用戶的需求。為了提高衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度以及增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航的適應(yīng)能力。本設(shè)計(jì)提出了一種提出了采用SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。該組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)短期高精度的特點(diǎn)以及衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)時性好的優(yōu)點(diǎn),改善了定位精度,形成了自身適應(yīng)性強(qiáng),使用靈活,長時間高精度定位的特點(diǎn)。 

【文章來源】：電子世界. 2016,(22)

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【部分圖文】：

平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

錮砉鉤篩??虻ィ?蟠蟮乃跫趿頌寤??鑾苛肆榛钚裕??格也隨之降低了。導(dǎo)航參數(shù)的測定依然是利用陀螺儀以及加速度模塊，在進(jìn)行參數(shù)計(jì)算之前，必須通過矩陣坐標(biāo)變換，完成坐標(biāo)系的統(tǒng)一，以便能在慣性坐標(biāo)系中完成導(dǎo)航運(yùn)算。平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)體積大、質(zhì)量重，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性和維護(hù)性差，系統(tǒng)性能收到較大制約，成分昂貴，對放置空間有較高的要求。如果能用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)代替平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，就可以節(jié)約到許多不必要的設(shè)備，大大的增強(qiáng)導(dǎo)航平臺的靈活性。平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)如圖1所示，捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)如圖2所示。3.SINS/GPS組合系統(tǒng)組合方式SINS和GPS組合構(gòu)成的SINS/GPS組合系統(tǒng)能夠在這個接受機(jī)定位解算的過程中起到很到的輔助作用，包括：信號的捕獲過程和環(huán)路的跟蹤過程。首先，利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作為主要的導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)加以輔助，在載體的運(yùn)動過程中用GPS信號修正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可以很好的解決慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的初始誤差和溫度漂移帶來的誤差，有效的減少了信號失鎖和周跳問題。其次，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在提高GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)穩(wěn)定性上有很大的作用。在一些特殊環(huán)境下，衛(wèi)星信號容易受到影響，會出現(xiàn)無法導(dǎo)航的情況。此時慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以完成導(dǎo)航功能。當(dāng)GPS信號恢復(fù)正常后，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)又能向衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供接收機(jī)的相關(guān)初始信息，包括接收機(jī)的位置坐標(biāo)、速度等參數(shù)，這樣就可以在較短的時間內(nèi)完成GPS接收機(jī)的啟動，從而減少了干擾對系統(tǒng)工作的影響。另外，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置、速度和載體姿態(tài)角等導(dǎo)航信息，可以很好的反映載體的動態(tài)行為，進(jìn)而在環(huán)路跟蹤的時候增強(qiáng)了跟蹤效果，減小回路帶寬，從而進(jìn)一步減弱噪聲引起的跟蹤誤差。圖1平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)圖2捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)根?

54ELECTRONICSWORLD探索與觀察GPS得到的導(dǎo)航信息估計(jì)并校正SINS誤差，這樣能夠使SINS一直能夠保持較高的導(dǎo)航精度。這種組合模式因具有簡單、工程易實(shí)現(xiàn)而得到廣泛的應(yīng)用。SINS/GPS松組合模式原理圖如圖3所示：圖3SINS/GPS松組合模式原理圖3.2SINS/GPS緊組合模式該組合模式利用偽距和偽距率導(dǎo)航參數(shù)，將這些觀測到的原始測量值直接送入組合濾波器。這種組合方式在理論和工程應(yīng)用上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)際效果比采取位置、速度組合的松組合要好一些，有效的提高了組合系統(tǒng)的可觀測性。SINS/GPS緊組合模式原理圖如圖4所示：圖4SINS/GPS緊組合模式原理圖3.3SINS/GPS超緊組合模式該組合模式不僅將觀測到偽距、偽距率參數(shù)進(jìn)行組合，還在跟蹤環(huán)路的過程中將SINS輸出的速率信息反饋到跟蹤環(huán)路。這樣不僅增強(qiáng)了組合系統(tǒng)對于環(huán)路信號跟蹤性能，也能降低失鎖情況的發(fā)生。SINS/GPS超緊組合模式原理圖如圖5所示：圖5SINS/GPS超緊組合模式原理圖3.4SINS/GPS深組合模式該組合模式接收機(jī)內(nèi)部不需要進(jìn)行信號的跟蹤，采用相關(guān)器將SINS與GPS接收機(jī)輸出的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，這樣保證了信號跟蹤過程和數(shù)據(jù)融合是實(shí)時同步的，得到的數(shù)據(jù)每個時刻都是最準(zhǔn)確的，所以在理論上講深組合方式是一種最優(yōu)的組合方式。SINS/GPS深組合模式原理圖如圖6所示。在實(shí)際應(yīng)用過程中可以根據(jù)對項(xiàng)目和工程的需求，從抗干擾能力、動態(tài)性和準(zhǔn)確性方面對SINS/GPS各個組合模式進(jìn)行分析和選擇。圖6SINS/GPS深組合模式原理圖4.SINS/GPS組合定位的發(fā)展SINS/GPS組合導(dǎo)航定位技術(shù)成為今后導(dǎo)航領(lǐng)域的主要方法是一種趨勢。一方面得益于SINS/GPS組合導(dǎo)航的各種優(yōu)越的性能，比如：穩(wěn)定性，精確度高，使用靈活，易于安裝。另一方面由于各個國家對國家安全的考慮以及對高科技的追求，使得?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型軟件接收機(jī)定位解算方法[J]. 胡偉華,楊奕飛.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2013(10)



本文編號：3003263