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题目:GNSS/INS紧组合导航技术

关键词:全球导航卫星系统;惯性导航系统;组合导航;紧耦合;卡尔曼滤波

  摘要



卡尔曼滤波利用全球导航卫星系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)进行合作。这种合作是可行的。在某种程度上,因为INS和GNSS具有很强的互补误差特性。INS的短期定位误差很小,但是随着时间推移,INS误差无界限的漂移。另一方面,GNSS短期定位误差不是很好,但是它不随着时间漂移。卡尔曼滤波能够利用各子系统的优点实现一个通用的、性能优于各个子系统(GNSS和INS)的组合导航系统。利用两个系统的误差统计信息,卡尔曼滤波能根据GNSS的数十米定位误差和INS的每小时千米级的定位误差,得到米级的定位误差。

针对GРS和INS各自的性能特点,提出了基于伪距差的GPS/INS紧组合导航系统。本文对GPS/INS组合导航系统的卡尔曼滤波算法进行了详细研究和理论分析。阐述了系统模型的状态方程和观察方程的建立,它们是系统仿真的基础。实验结果表明对于组合导航系统,卡尔曼滤波算法和紧耦合模式有效提高了长时间的定位精度,并且增强了GPS导航设备的抗干扰性能。