GPS_INS组合导航与定位系统研究

GPS与惯性导航系统的组合定位方法与精度评定

GPS与惯性导航系统的组合定位方法与精度评定GPS（全球定位系统）和惯性导航系统（INS）都是现代导航领域中常用的定位技术。

然而，它们各自都存在一些限制，譬如GPS在城市峡谷地区存在信号遮挡问题，而INS则容易产生漂移误差。

为了克服这些限制，研究人员发现将GPS和INS通过组合定位方法结合使用，可以提供更准确和可靠的定位结果。

首先，我们来了解GPS定位技术。

GPS系统是由一组卫星和接收器组成的，工作原理是通过测量接收器和卫星之间的距离来确定接收器的位置。

然而，由于地面建筑物和天气条件的限制，GPS的定位精度可能受到一定的影响。

特别是在高楼大厦聚集的城市地区，建筑物会遮挡卫星信号，导致定位误差增加。

此外，恶劣天气条件如大雨、大雪等也会对GPS信号产生干扰，进一步降低了定位的准确性。

然而，惯性导航系统可以弥补GPS的不足之处。

INS由加速度计和陀螺仪等传感器组成，可以通过测量加速度和角速度来推断航向和位移。

与GPS不同，INS并不依赖于外部信号，因此不受天气和建筑物遮挡的影响。

然而，INS在使用时间越长，误差也会越来越大。

这是由于惯性传感器的漂移问题导致的。

因此，INS的定位结果并不是完全可靠的。

为了充分利用GPS和INS的优势，研究人员提出了一种组合定位方法，即将两者的定位结果进行融合。

这种方法通过使用卡尔曼滤波（Kalman Filter）算法来整合GPS和INS的信息。

卡尔曼滤波是一种数学算法，能够根据系统的动态模型和不确定性信息，进行估计和修正。

在组合定位中，卡尔曼滤波可以将GPS和INS的定位结果进行加权融合，从而得到更精确的定位值。

组合定位的过程可以简单描述为以下几个步骤：首先，根据GPS接收器的测量值，计算出当前位置的估计值。

然后，根据INS的测量值，根据运动方程和初始条件推断位置和速度的改变量。

接着，根据两种传感器的测量精度和不确定性信息，使用卡尔曼滤波算法来融合GPS和INS的定位结果。

基于H∞的INS／GPS组合导航系统初始对准研究

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｉｔｉａｌａｌｉｇｎｍｅｎｔ；Ｈｆｉｌｔｅｒｉｎｇ；ｍｏｖｉｎｇｂａｓｅ；ＩＮＳ／ＧＰＳ
０引言
初始对准是惯性导航系统中的一项关键技术。惯性导航系统初始对准的误差直接影响导航精度，
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｉｔｉａｌａｌｉｇｎｍｅｎｔｉｎｉｎｔｅｇｒａｔｅＩＮＳ／ＧＰＳｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＨｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
ｉｎｉｔｉｌａｌｉａｇｎｍｅｎｔｉｎｉｎｔｅｒａｇｔｅＩＮＳ／ＧＰＳｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｎｍｏｖｉｎｇｂａｓｅＷａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＷａｓ
ＩＮＳ／ＧＰＳｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｎｍｏｖｉｎｇｂａｓｅ，ｗｉｔｈｉｔｓｆａｓｔｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｓ￣ｏｎｇｒｏｂｕｓｔ，ａｎｄｉｔｈｓａａｇｏｏｄ
第３５卷第５期
２０１３年５月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．５Ｍａｙ，２０１３

GPS与惯导系统的组合导航技术

谢谢观看
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GPS/INS
INS:
INS 不仅能够提供载体位置、速度参数,还能提供载体的三维姿态参数,是完全自主的导航方式,在航空、航天、航海和陆地等几乎所有领域中都得到了广泛应用。但是,INS 难以克服的缺点是其导航定位误差随时间累加,难以长时间独立工作。
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GPS/INS
GPS/INS组合:
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紧耦合和松耦合
优点:
1.组合结构简单，便于工程实现，便于实现容错 2.两个系统能够独立工作，使得导航系统有一定的余度
缺点:
1. GPS 输出的位置、速度通常是与时间相关的； 2.INS 和 GPS 信息流动是单向的，INS 无法辅GPS。
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GPS/INS
紧耦合:
紧耦合模式是指利用 GPS 接收机的的原始信息来和惯导系统组合，原始信息一般是指伪距、伪距率、载波相位等。
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分类:
基于卡尔曼组合数据的融合方法
按照组合中滤波器的设置来分类，可以分成：集中式的卡尔曼滤波分布式的卡尔曼滤波按照对系统校正方法的不同，分为: 开环校正(输出校正) 闭环校正(反馈矫正) 按照组合水平的深度不同，分为：松耦合紧耦合根据卡尔曼滤波器所估计的状态不同，卡尔曼滤波在组合导航中的应用有: 直接法间接法
目录
2 3
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紧耦合和松耦合
基于卡尔曼滤波的组合方式:
利用卡尔曼滤波器设计 GPS/INS 组合导航系统的方法多种多样按照组合水平的深度不同，分为：松耦合紧耦合
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紧耦合和松耦合
松耦合:
松耦合模式是指直接利用 GPS 接收机输出的定位信息与 INS 组合，它是一种低水平的组合。位置、速度组合是其典型代表，它采用 GPS 和 INS 输出的位置和速度信息的差值作为量测值。

无缝GPS／INS组合导航系统的设计与实现

ｏＰ／ＳｉｔｇａｅａｉａｉｙｔｄｒｎＰｕａｅ．ｈｌｏｉｍｄｐｅａｍｎｆｔｒｗｔｓｕｏａｇｎｓｕｏａｇｔｆＧＳＩｅｒｔｎｖｇｔｎｓｓｍｕｉｇＧＳｏｔｓＴｅａｇｒｈａｏｔｄＫｌａｉｅｉｐｅｄｒｎｅａｄｐｅｄｒｎｅｒｅＮｎｄｏｅｇｔｌｈａ
的无缝组合导航方法，当卫星数目不低于４颗时采用伪距，伪距率的卡尔曼滤波算法，一旦卫星数目少于４颗
时采用ＡＦＳ系统估计导航误差，ＮＩ抑制ＩＳ的误差积累，而实现无缝导航。动态车载实验表明，Ｎ从该方法切实可行，相对于传统的紧组合方法，有效地提高了组合导航系统的定位精度和抗干扰能力。
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第３卷第１ｏ期
国防科技大学学报ＪＵＮＬＯ￣ＩＮＬＵＩＥＳＹＯＥＥＳＥＨＯＯＹＯＥＡＦＮＩＯＡＮＶＲＩＦＤＦＮＥＴＣＮＬ１Ｏ８３
ＡｂｔａｔＡｅｓＴｅｓｉｔｇａｅｎｖｇｔｎａｇｒｔｍｓｐｐｓｄｏａｉｆＡＮＦＳｉｒｅｏｅｈｎｅｔｅｐｒｏｍａｃｓｒｃ：ｎｗｅｄｓｎｅｒｔｄａｉａｏｌｏｉｉｈｗａｍｏｅｎｔｂｓｓｏｈｅＩｎｏｄｒｔｎａｃｈｅｒｎｅｆ
文章编号：０１４６２０）１０３６１０ —２８（０８０ —０８ —０
无缝ＧＰ／ＮＳ组合导航系统的设计与实现 ‘ ＳＩ
何晓峰，小平，康华胡唐

无人机导航定位技术简介与分析

无人机导航定位技术简介与分析无人机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成，组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息，为飞机提供精确的方向基准和位置坐标，同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。

组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。

结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度，从而保证了无人飞机的自主飞行。

无人机导航是按照要求的精度，沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。

要使无人机成功完成预定的航行任务，除了起始点和目标的位置之外，还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。

目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。

这些导航技术都有各自的优缺点，因此，在无人机导航中，要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航定位技术至关重要。

一、单一导航技术1 惯性导航惯性导航是以牛顿力学定律为基础，依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度，经积分运算得出载体的瞬时速度和位置，以及测量载体姿态的一种导航方式。

惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。

惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。

三自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。

计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。

控制显示器显示各种导航参数。

惯性导航完全依靠机载设备自主完成导航任务，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，不受气象条件限制，是一种自主式的导航系统，具有完全自主、抗干扰、隐蔽性好、全天候工作、输出导航信息多、数据更新率高等优点。

实际的惯性导航可以完成空间的三维导航或地面上的二维导航。

2 定位卫星导航定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。

GPS／INS组合导航系统时间同步方法综述

导航时间同步方法可将其分
为三类：Ｓ接收机１ＰＳ输入ＩＧＰＰＮＳ的时间同步方法、ＰＧＳ接收机１ＰＳ输入公用时间同步模块Ｐ
功能数据采集卡由模拟信号输入／出、数器／输计计
０引言
ＧＰＳ具有定位精度高、差不随时间积累等误优点，而且，载波相位观测值时，用其定位精度可以
同步产生的原因，纳了组合导航时间同步的实现归
思路，阐述了现今典型的时间同步方法。并
达到厘米级，是，Ｓ也存在着信号容易受到遮但ＧＰ
时器和数字ＩＯ线等组成，ｉ用了多种方法对／Ｌ使ＣＳＥＳ所能达到的同步精度进行评价，得出所能并实现的时间同步精度是０４ｍｓ该方法引入了一．．种使用Ｄａｄ作为公用时间同步模块进行数ＡＱＣｒ据采集的思路，只需选择合适的数据采集卡，据根
・
５４・
全
球
定
位系统
第３７卷
在着输出时延，体体现在：Ｓ接收机和Ｉ具ＧＰＮＳ的内部时延（量、样、数转换等产生的时延）测采模、ＧＳ接收机和ＩＰＮＳ的导航信息传输到组合导航信息融合滤波器过程中的传输时延（口时延等）导串、航信息处理过程中产生的时延、脉冲信号的不稳秒

GPS,INS组合导航

GPS/INS 组合导航（仪器科学与工程学院）摘要：GPS/INS 组合导航是用GPS和INS各自的优点进行组合得到的组合导航系统。

它能够拥有GPS的长距离同误差和INS的短距离精确导航的优点，本文是关于GPS/INS组合导航的综述。

关键词：组合导航；惯性导航系统；GPS；INSGPS可以提供全球性的、全天候的、高精度的无源式三维导航定位服务，定位误差不随时间增长，但是GPS的自主性差，需要依靠运营商，受地形建筑的遮蔽信号物的影响，很难做到高精度实时动态控制和导航。

而INS的短期精度高、自主性强、抗干扰能力强，但是长期精度低，导航误差随着时间会逐渐积累。

所以二者的优缺点结合互补，可以实现实时精度高，动态性强，数据更新率高等优点。

1背景1.1 GPS简介GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。

GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。

20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。

主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

它有以下的优点[1][4][5]：1、定位精度高，GPS定位精度可以达到0.1～0.0lppm。

定点定位GPS有着这么高的精度可以满足不同情况下，不同需求下的精度需求。

2、范围广，全球定位。

3、适应性强，可在各种恶劣环境中工作，可以24小时工作。

而且无论是高山，深谷，GPS都能够工作。

同样的GPS也有弊端：1、抗干扰能力弱，GPS利用电磁波传递信号，容易受到地形，天气，磁场，电磁波等干扰。

也会受到大气层中对流层和电离层的影响。

2、由于电磁波传播途径被影响，会导致定位时产生误差。

影响精度。

3、自主性差GPS是现在人们生活工作中重要的工具，能够满足人们一定的生活工作需求，但是它明显的缺点也是制约其进一步发展的因素。

游移方位INS／GPS组合导航在极地地区的应用

性导航系统载体姿态误差的基础上，以位置、速度和姿态信息作为观测量，运用卡尔曼滤波算法进行仿真。结果表明，该组合导航系统满足极地地区的导航需求，引入姿态信息作为观测量，可有效增加对惯性导航的修正能力，提高系统的导航参数估计精度和速度。关键词：组合导航，游移方位惯导系统，卡尔曼滤波，姿态
中图分类号：Ｕ６６６．１文献标识码：Ａ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷａｎｄｅｒＡｚｉｍｕｔｈＩＮＳ／ＧＰＳＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＮａｖｉｇａｔｉｏｎｉｎ
ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈａｄｏｐｔｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄａｔｔｉｔｕｄｅａｓｉｔｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｖａｒｉａｂｌｅｓ，ｂａｓｅｄｏｎｄｅｄｕｃｉｎｇｃａｒｒｉｅｒａｔｔｉｔｕｄｅｅｒｒｏｒｏｆｗａｎｄｅｒａｚｉｍｕｔｈＩＮＳ，ａｎｄｔｈｅＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍａｎｉｆｅｓｔｓｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｍｅｅｔｓｔｈｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｐｏｌａｒｒｅｇｉｏｎ．Ｍｅａｎｗｈｌｅａｎｄｂｅｃａｕｓｅｏｆａｄｄｉｎｇｔｏａｔｔｉｔｕｄｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｄｅｓｉｒａｂｌｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆＩＮＳｅｒｒｏｒ－ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｔｈｅ

基于H∞滤波技术的GPS／INS全组合导航系统研究

众所周知，性导航系统（）惯ＩＮＳ由于它工作的
完全自主性，航空、天和航海领域都得到了广泛在航
的应用，为目前各种航行体上应用的一种主要导成航设备，它的定位误差随时间增长，得单独的惯但使导航系统不宜作长时间、远距离的导航；球定位全
０
引言
独工作的精度，ＧＰ／ＮＳ组台导航系统一直被故ＳＩ认为较理想的导航系统。组合ＧＰ／ＮＳＩＳ最常用的方法是Ｋａｍａｌｎ滤波，而Ｋｌｎ滤帔器只有在系统模型和噪声统计特性ａｍａ，
Ｈｌｔｒｈｔｔａｉｂｅｉｃｕｅｏｉｉｎｅｒｒｅｏｉｒｏａｄａｔｕｅｅｒｒａｄｔｅｍｅｓｒｍｅｔｉｃｍｉｅ．ｔｅｓａｅｖｒｌｎｌｄｓｐｓｔｒｏｖｌｃｔｅｒｒｎｔｉｄｒｏｎｈａｕｅｒａｔａｏｔｙｔｔｔｓ
果表明，该系统结构简单，状态估汁精度较高．系统鲁棒性好，义。
关键词：组台导航系统；ＧＰＳ；捷联惯性导航１鲁棒滤波中图分类号：Ｖ２９３８４．２文献标识码：Ａ文章编号：１０３８２０）３０３５Ｏ０１２（０２００９０
（．南京航空航天＿自动化学院．南京２０１ｔ大学１ｆ６ｉ
２海军航空工程学院电子工程系，蛔台２４０６Ｏ１

组合导航技术的发展

➢ 系统方程——INS线性化旳误差方程； ➢ 经过扩展Kalman滤波（Extended Kalman Filter=
EKF）对INS旳速度、位置、姿态以及传感器误差进行最优估计，并根据估计成果对INS进行输出或者反馈校正。
6、卫星导航与惯性导航组合方式（续）
松组合旳主要优点
4.3 脉冲星导航
➢ 脉冲星是太阳系以外旳遥远天体，它们旳位置坐标，如恒星星表一样构成一种高精度惯性参照系；
➢ 脉冲星按一定频率发射稳定旳脉冲信号，其长久稳定度好于最稳定旳铯原子钟。
➢ 脉冲星能够提供绝好旳空间参照基准和时间基准，所以脉冲星是空间飞行器旳极好旳天然导航信标。
4、天文导航（续）
系统旳容错功能。 ➢ 提升导航系统旳抗干扰能力，提升完好性。
6、卫星导航与惯性导航组合方式
6.1 涣散组合(Loosely-Coupled Integration)
松组合基本概念
➢ 松组合又称级联 Kalman 滤波 (Cascaded Kalman Filter)方式。
➢ 观察量——INS和GNSS输出旳速度和位置信息旳差值；
➢ 另外，因为没有GLONASS卫星旳精确轨道源数据，故无法测定精度。与 GPS 相比这是 GLONASS旳个一主要缺陷。
2、卫星导航旳发展即存在旳问题
2.2 卫星导航存在旳问题（续）
3）GALILEO存在旳主要问题
“伽利略计划”是由欧盟委员会和欧洲空间局共同发起并组织实施旳欧洲民用卫星导航计划，它受多个国家政策和利益旳制约，政策具有摇摆性。因为欧盟受美国旳影响极大，“伽利略计划”本身旳独立性值得怀疑； GALILEO计划目前已经延后，考虑到目前旳金融危机，未来旳GALILEO怎样发呈现在还看不清楚。

组合导航系统多源信息融合关键技术研究

组合导航系统多源信息融合关键技术研究一、本文概述随着导航技术的快速发展，组合导航系统已成为现代导航领域的重要研究方向。

它通过整合多种导航源的信息，以提高导航精度和可靠性，广泛应用于航空、航天、航海、智能驾驶等领域。

然而，多源信息融合作为组合导航系统的核心技术，其研究仍面临诸多挑战。

本文旨在探讨组合导航系统多源信息融合的关键技术，并分析其在实际应用中的效果与前景。

本文首先对组合导航系统及其多源信息融合的基本原理进行简要介绍，阐述多源信息融合在组合导航系统中的重要性和意义。

接着，文章重点分析了多源信息融合中的关键技术，包括数据预处理、信息融合算法、误差处理等方面。

在此基础上，文章通过实例分析，展示了多源信息融合技术在提高导航精度、增强系统可靠性以及应对复杂环境等方面的优势。

本文还对多源信息融合技术在组合导航系统中的应用进行了深入研究，探讨了不同导航源之间的融合策略和优化方法。

文章最后对多源信息融合技术在组合导航系统未来的发展趋势进行了展望，旨在为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和启示。

二、组合导航系统基本原理组合导航系统是一种将多种导航传感器进行有机融合，以提高导航精度和可靠性的技术。

其基本原理主要基于多传感器信息融合技术，通过对不同导航传感器（如GPS、惯性导航系统、天文导航、地形匹配等）提供的导航信息进行合理处理和优化组合，以减小单一传感器误差，增强导航系统的整体性能。

传感器数据采集：从各种导航传感器中收集原始数据，这些数据可能包括位置、速度、加速度、姿态角等多种信息。

数据预处理：对采集到的原始数据进行必要的预处理，如去噪、滤波、校准等，以提高数据质量和为后续的数据融合提供基础。

数据融合：这是组合导航系统的核心部分。

通过采用适当的算法（如卡尔曼滤波、粒子滤波、神经网络等），将多个传感器的数据进行融合，生成一个更为准确、可靠的导航解算结果。

数据融合不仅需要考虑各传感器数据的权重分配，还要处理可能出现的传感器冲突和异常。

INS_GPS组合导航中的病态问题及其处理方法_金际航

13 ［ 7 ］［ 3 ］
中，采用的就是平方根形式的 KF。然而，一方面平方根 KF 仅能使矩阵的条件数减半，一定程度地解决病态问题，在病态非常严重的场合，平方根 KF 将可能无法解决病态问题；另一方面，平方根 KF 虽然减弱了病态性，但同时也明显增加了计算量，不利于实时。应用第二种方法是对需要求逆的矩阵进行正则化如采用 Tikhonov 正则化方法、岭估计方法、截断处理，［ 8 － 10 ］。然而正则化方法本质上是一奇异值分解法等种有偏方法，正则化 KF 实际上破坏了标准 KF 的最优性前提，因而其在解决病态问题的同时，将影响滤波精度。鉴于上述方法在计算量或最优性方面的缺陷，并考虑到与其采用某种修正的 KF 对存在病态问题的模型进行滤波，不如构建一种能够避免病态问题的模型，并采用标准的 KF 进行滤波解算。通过引入尺度化因子（即平均地球半径）对传统 INS / GPS 组合导航模型进行线性变换，构建了避免病态问题的模型，采用标准 KF 进行滤波解算，在不明显增加计算量的前提下保证了滤波解的最优性质。
（ 10 ）（ 11 ）（ 12 ）（ 13 ）
Kk = P H （ Hk P H + Ｒk ）
－ k
T k
－ k
T k
－1
^ k+ = x ^ k－ + K k （ y k － H k x ^ k－） x
P k+ = P k－－ K k H k P k－
－ k + k
－ ^ 、 ^ 分别为 k 时刻的状态先验、 x x 式中，后验估计； Pk 、
δv N · · ， δL = δl = ＲN + h

高中地理：惯性导航系统(INS)与全球卫星定位系统(GPS)结合技术在飞行器上的应用

惯性导航系统（INS）与全球卫星定位系统（GPS）结合技术在飞行器上的应用目前飞行器所使用的导航系统，能适应全天候、全球性应用的确实不多。

传统无线电导航，如塔康（TACAN）等，在应用上存有很多的限制和不便之处。

而为改善此缺点，一套不需要其它外来的辅助装置，就可提供所有的导航资料，让飞行员参考的惯性导航系统（Inertial Navigation System），虽已被成功发展并广为应用，但其在系统上的微量位置误差会随飞行时间的平方成正比累积，因此长时间飞行会严重影响到导航精确度，如果没有适当的修正，位置误差在一个小时内会累积超过300米。

另一套精密的导航系统GPS，其误差虽不会随时间改变，但GPS并非万能，有优点，也有先天的缺陷，它在测量高机动目标时容易脱锁并且会受到外在环境及电磁干扰，再者GPS短时间的相对误差量大于INS，若只依靠它来做导航或控制，会造成相反效果。

所以在导航系统设计上，常搭配惯性系统来使用，正巧GPS与INS有互补的作用，可经过一套运算法则，将两者优点保留，去除缺点，本文即针对两种导航系统特性进行探讨，并利用卡尔曼滤波器法则完成简易测量数据关系推导，设计一套“GPS/INS组合式导航系统”。

2前言早期舰船航行常利用“领航方法”来决定载体的位置及方向，观察陆地突出物，来引导船身驶向某处目标。

随着飞行器的问世，初期飞行也全凭借着飞行员对当时自我方向、距离、高度及速度的感觉来控制驾驶，执行起飞、落地及飞机转场等等动作。

这种控制载体由一个地方到另一个地方其间方向与距离指示的艺术，就称之为“导航”（Navigation）。

然而仅仅依循着人为的导航方式，在天气良好条件下或周遭存有许多明显参考目标物时，单纯凭目视来判断飞行并不困难；但如果遇上天气条件不佳、能见度差、参考目标不存在活不明显时，就得依靠飞行员的经验、技巧及运气来进行方位及位置的判别，这无形中会造成飞行员的压力，更会严重影响到飞行安全的诸多不确定因素。

采用H∞滤波器的GPS／INS全组合导航系统研究

ＧＰ／ＮＳ组台导航系统最常用的方式是ＳＩ
Ｋａｍａｔｎ滤波．Ｋｌｎ滤波器只有在系统模型而ａｍａ
∑ １．＜。；．．。 ∑ ｈ＜一
则Ｈ鲁棒滤波就是寻求一个滤波器．于一个对给定的最小，足下式满
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第２３卷第３期２０２正０５月
航
空
学
报
Ｖｏ２ｌ３Ｎｏ．３
ＭａＹ２０２０
ＡＣＴＡＡＥＲＯＮＡＵＴ１ＣＡＥＴＴＲＯＮＡＵＴＩＡＳＣＡＮＩＡＳＩＣ
文章编号：００６９ｆ０２０２５０ｌ０８３２０）３０６ — ３
ＺＨＡｏｅ＿ＹＵＡ＿ＸｉＷ【＼ｎ，Ｌ１ＸｕｙｎＮｕａ（ｃｌｙＢ４Ｆａｕｔ０．ＮａｊｇＵｎｖｒｉｆＡｅｏａｔｃｎｔｏ，ｕｉｓｎｉｉｅｓｔｏｒｎｕｉｓａｄＡｓｒｒｔｅ・Ｎａｊｇ２０１ｔＣｈｎ）ｎｙａｎｉ１０６ｉａｎ
采用日。波器的ＧＰ／ＮＳ全组合导航系统研究。滤ＳＩ
赵伟．袁信，雪原林
２０１）】０６（京航空航天大学３４教研室．江苏南京南０
ＲＥＳＡＲＣＨＥＯＮＣＯＭＰＬＥＴＥＧＰＳＩＮＴＥＧＲＡＴＩ／ＮＳＩＯＮＩ，ＬＴＵＳＮＧＨＦＩＥＲ
ｒｂｕｔｓＴｈｅｓｈｅｎｔｅｐｐｅａｎｂｅｐｕｎｔａｔｃａｓｌｏｓｎｅｓ．ｃｍｅｉｈａｒｃｔｉｏｐｒｃｉｅｅｉｙ．

GPSINS组合导航定位定向系统研究的开题报告

GPSINS组合导航定位定向系统研究的开题报告一、研究背景随着现代科技的飞速发展，空地海等多种领域应用中，对高精度导航定位系统的需求越来越迫切。

传统的GPS定位系统在复杂环境下容易出现定位误差，因此需要通过与其他传感器的组合使用来提高定位精度，同时实现导航定位与定向的功能。

因此，GPSINS组合导航定位定向系统的研究变得至关重要。

二、研究目的本研究的主要目的是探究GPSINS组合导航定位定向系统的原理、算法和应用。

通过综合应用卫星导航和惯性导航技术，构建高精度、高鲁棒性的定位定向系统，以满足实际应用的需求。

三、研究内容1. GPSINS组合导航定位定向系统原理的研究。

2. GPSINS组合导航定位定向系统算法的研究与设计。

3. GPSINS组合导航定位定向系统的实现与测试。

4. GPSINS组合导航定位定向系统在具体应用领域中的应用研究。

四、研究方法本研究将采用文献综述法、实验分析法、模型仿真法等科研方法，对GPSINS组合导航定位定向系统的原理、算法、实现和应用等方面进行研究。

五、研究意义本研究对于提高航空、海事、铁路、汽车等行业的导航定位和定向精度，保障人民生命财产安全，具有重要的意义。

同时，GPSINS组合导航定位定向系统的研究也具有重大的科学研究价值，可以促进卫星导航和惯性导航技术的应用和发展。

六、预期结果及创新点本研究预期可以实现高精度、高鲁棒性的GPSINS组合导航定位定向系统，并在实际应用领域中验证其有效性。

同时，本研究的主要创新点在于将卫星导航和惯性导航技术有机地结合起来，构建出综合应用的导航定位定向系统。

GPS、INS组合系统在智能车辆导航中的应用

１ＧＰＳ／ＩＮＳ组合导航系统与卡尔曼滤波器
卡尔曼滤波器（Ｋａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒ）在实现组合导航系统中作用较高的误差值，将此反馈给ＩＮＳ进行调整，最后，由ＩＮＳ输出是至关重要的。采用卡尔曼滤波器的ＧＰＳ与ＩＮＳ的软件三种最优的定位结果。
预估计：
ｆ（（ｋ／ｋ一１）＝ｒｂ（ｋＩｋ — ｌ一１）
计算预估计协方差矩阵：
（２）
量均为白噪声。（见表１）滤波协方差初始值：
＝
Ｐ（ｋ／ｋ一１）＝＊（ｋ／ｋ — １）Ｐ～ｌ／ｋ — ｌ（ｋ／ｋ — １）＋）（３）
性能。关键词：ＧＰＳＩＮＳ组合导航系统
中图分类号：Ｖ２４９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７．３９７３（２０１３）０１２．１０４．０２以进行卡尔曼滤波，通过对系统的误差值的估计，得出精确度
在机械加工中，有时会遇到当工件的长度与直径之比大检查小滑板的刻线是否与中滑板刻线 “ ０ ” 线对准。（４）工件装于２５时，该工件称为细长轴。通常这类零件一般在车床上进夹时悬伸较长，车削时因切削力的影响，使前端让开，造成圆
行加工。ｌ细长轴的工艺特点
模式的组合方式：松耦合、紧耦合、超紧耦合。
２ＳＮＳＩ／ＧＰＳ组合导航系统建模
离散化后的系统方程为：
３速度与位置组合的ＳＩＮＳ／ＧＰＳ导航仿真模拟实验利用计算机对设计组合导航系统的性能进行仿真，是评价组合导航系统的设计质量、性能和调整组合滤波器设计参

新一代精确制导武器用的卫星定位惯性导航组合

新一代精确制导武器用的卫星定位/惯性导航组合卫星定位/惯性导航（GPS/INS）组合制导技术，是目前最先进的、全天候、自主式制导技术，有广泛应用前景，是国外正在发展的第四代中/远距精确制导空地武器、尤其是第四代精确制导炸弹普遍采用的一项关键技术。

最早采用GPS/INS组合制导技术的机载精确制导武器，是美国海军的舰载攻击机A-7E装备使用的“斯拉姆”（SLAM）AGM-84E空舰导弹。

该弹采用GPS/INS组合制导为中段制导，红外成像加视频数据链遥控为末段制导，在1991年初爆发的海湾战争中，以其很高的命中精度取得引人注目的战绩。

海湾战争之后该弹的改进型——“增敏斯拉姆”（SLAM-ER）AGM-84H和“大斯拉姆”（Grand SLAM）空舰导弹，中段制导均采用GPS/INS组合制导。

目前已经采用GPS/INS组合制导技术的新一代机载精确制导空地武器有：美国的AGM-86C空射巡航导弹、AGM-130空地导弹、 AGM-142空地导弹、CBU-97/B传感器引爆（SFW）子母炸弹和GBU-29/31“杰达姆”（JDAM）制导炸弹。

“杰达姆”由B-2A隐身战略轰炸机携带，首次大量用于1999年3月24日至6月10日对南联盟持续78天的狂轰滥炸中，并于5月8日野蛮轰炸我驻南使馆。

计划加装该组合制导的机载精确制导武器有：AGM-154“杰索伍”（JSOW）联合防区外发射武器、“贾斯姆”（JASSM）联合防区外空地导弹和“杰达姆”（JDAM）第2、3阶段制导炸弹等。

一、全球定位系统（GPS）技术美国1993年建成的“全球定位系统”（GPS），是美国国防部管理的军民两用的天基无线电导航系统。

它由导航星座、地面控制站和用户定位接收机组成。

导航星座目前由24颗卫星组成，其中有21颗工作卫星和3颗备用卫星，在离地高度约20183千米处有6个椭圆形轨道平面，轨道倾角55°，均匀分布4颗卫星，运行周期12小时/转，3颗卫星的覆盖区域超过全球，故使全球各地用户至少可同时接收到6颗卫星播发的导航信号，最多可同时接收11颗卫星播发的导航信号。