● 摘要
初始对准是惯性导航的关键技术，也是INS/GNSS组合导航关键技术之一。在基于MEMS-INS/GNSS组合导航系统中，由于MEMS器件特别是陀螺仪的限制，导致无法通过自对准实现方位失准角的初始化，从而造成了大方位失准角问题。本文针对MEMS-INS/GNSS组合导航系统中的大方位失准角问题进行研究，通过理论分析与实验验证，最终得到适用于MEMS-INS/GNSS组合导航系统的初始对准方案。
本文使用方位失准角的两个三角函数代替其本身作为状态量，将大方位失准角导致的非线性系统误差模型转变成线性粗对准系统误差模型，从而实现大方位失准角的初始化。然后通过改进精对准系统误差模型，提高对准的快速性和精度，最终得到大方位失准角的线性初始对准方案。
在实现了初始对准的方案设计后，本文从理论仿真和车载试验两个角度对方案进行了验证。首先，通过改进奇异值可观测度分析方法确定了不同运动形式对状态可观测度的影响，从而得到有利于初始对准的运动轨迹；其次，通过搭建理论仿真平台，实现了对系统误差模型和对准方案的仿真分析，验证了对准方案的可行性；最后，设计并实现了基于ADIS16375和NEO-6M的INS/GPS组合导航硬件系统，对MEMS-IMU进行了标定，并完成了系统误差补偿和随机误差建模，最终进行了车载试验。结果表明：本方案能够满足MEMS-INS/GNSS在对准时间和精度上的要求，方案可行、实用。