组合导航技术的发展趋势_曾伟一
导航技术的未来发展趋势
导航技术的未来发展趋势随着科技的不断进步和应用，导航技术在我们生活中的应用已经越来越广泛。
导航技术就是指通过利用卫星、定位、测距、地图等技术手段，实现人员或车辆的准确定位、导航以及路径规划等功能。
随着人们对导航精度的要求越来越高，导航技术未来的发展趋势就变得越来越重要。
一、增强现实技术加持随着移动设备技术的迅猛发展，增强现实技术也开始逐渐应用于导航领域。
增强现实技术可以在手机或平板电脑屏幕上显示真实世界中的景象，并利用GPS技术定位用户位置，并显示出用户所处位置的信息。
在导航中，增强现实技术可以在用户所在位置显示道路、建筑物等信息，提高用户的导航精度和体验。
未来，增强现实技术还将结合虚拟现实技术，进一步提升导航的准确性和用户体验。
二、全球定位技术的优化全球定位系统（GPS）是目前导航技术中最为常见的一种定位技术，通过建立在地球轨道上的一组导航卫星，向地球上的接收机发送信号，以确定接收机的位置。
然而在一些城市化程度高、摩天大楼众多的城市，GPS定位的精确度就难以满足需求。
为了提高定位精确度，目前一些厂商正在开发一种新型的导航技术——北斗卫星导航系统，该系统的精度比GPS高出许多，将为用户带来更好的导航体验。
三、自动驾驶技术的崛起自动驾驶技术已经成为导航技术发展的一个重要方向。
自动驾驶技术通过利用激光雷达、摄像头、无线通讯等技术，实现车辆自动行驶，规划路径，识别交通标志和道路状况等。
随着自动驾驶技术的进一步成熟，将带来更好的车辆性能和安全，也将在功能上对导航技术进行更多的拓展。
四、人工智能技术的应用人工智能技术带来了不少变革，也为导航技术带来了机遇。
人工智能技术通过分析大量数据，实现实时路况监测、车辆路径领航、虚拟车道标线识别等操作。
未来，人工智能技术还将结合增强现实技术，实现更加智能化的导航。
总结：未来的导航技术将会借助各种先进技术的不断发展和应用，实现更高精度的导航和智能化的交通管理。
导航技术的未来不仅仅是车辆和行人的定位和行进，而是涉及到交通管理、城市规划、旅游等多个领域。
组合导航调研报告
组合导航调研报告1. 引言在当今社会，导航系统已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
组合导航系统为用户提供了更精确、可靠的定位服务，极大地提高了导航的准确性和效率。
本调研报告旨在对组合导航系统进行研究和分析，从而深入了解其优势、应用领域和未来发展趋势。
2. 组合导航系统的定义组合导航系统是将多种定位技术结合在一起，通过算法和处理方法对各种导航信号进行融合和处理，最终得到更准确的位置信息和导航结果的系统。
常见的组合导航系统包括使用全球定位系统 (GPS)、惯性导航系统 (INS) 、地面测量系统等。
3. 组合导航系统的优势3.1 提高定位准确性：组合导航系统能够利用多种定位技术相互补充，从而减小误差并提高定位准确性。
3.2 增强导航可靠性：通过融合多种导航信号，组合导航系统能够满足各种工作环境下的导航需求，提高导航可靠性。
3.3 支持导航持续性：组合导航系统可以在信号中断或不可用的情况下，通过惯性导航系统等其他手段继续提供导航服务，增强了导航的连续性。
4. 组合导航系统的应用领域4.1 航空航天领域：组合导航系统在飞机、导弹等航空航天器的精确定位和导航中起到重要作用。
4.2 陆地和海洋领域：组合导航系统在汽车、船舶等交通工具定位导航领域广泛应用，提高了导航的准确性和可靠性。
4.3 无人系统领域：组合导航系统在无人机、无人车等领域的导航和自主飞行中有着重要的应用。
5. 组合导航系统的未来发展趋势5.1 融合更多导航技术：随着新一代导航技术的出现，组合导航系统将融合更多种类的导航技术，以进一步提高导航系统的准确性和可靠性。
5.2 精确动态建模：组合导航系统将更多地依赖精确的动态建模和环境模拟，以更好地处理动态环境下的导航问题。
5.3 人工智能应用：通过使用人工智能技术，组合导航系统能够更好地适应不同用户和环境的需求，提供更智能化的导航服务。
6. 结论组合导航系统以其准确性、可靠性和连续性的优势在各个领域得到广泛应用。
组合导航技术的发展趋势_曾伟一
技术开发与应用组合导航技术的发展趋势曾伟一1 林训超2 曾友州3 贺银平4(1.2.3.4.成都航空职业技术学院,四川成都610100)收稿日期:2011-01-10作者简介:曾伟一(1956 ),男,四川省成都市人,副教授,主要研究方向为电气自动化和微机控制技术。
摘 要:本文揭示了组合导航技术的优越性,论述了组合导航的关键技术,对硅微惯性测量单元的发展和应用情况进行了介绍,指出GNSS/INS 组合中松耦合、紧耦合与深耦合方式的技术特点,展望了耦合技术未来发展方向。
关键词:组合导航 卫星导航 惯性导航中图分类号:TN967 2 文献标识码:B 文章编号:1671-4024(2011)02-0041-04Development Tendency of Integrated Navigation TechnologyZE NG Weiyi 1,LIN Xunchao 2,ZE NG Youzhou 3,HE Yinping 4(1.2.3.4.Chengdu Aeronautic Vocational &Technical College,Chengdu,Sichuan 610100,China)Abstract This paper analyzes the advanta ges of integrated navigation technique and the key inte grated navigation technology,presents the development and application of measuring units of silicon micro inertia,points out the techniques of loose coupling,tight coupling and deep c oupling in the combination of GNSS and INS and prospects the development tendenc y of c oupling technology.Key Words integrated navigation,GNSS,I NS 组合导航是采用两种或两种以上导航系统,形成的性能更高、安全性和可靠性更强的导航方式。
组合导航关键技术
组合导航系统是将载体( 飞机、舰船等) 上的导航设备组合成一个统一的系统，利用两种或两种以上的设备提供多重信息，构成一个多功能、高精度的冗余系统。
组合导航系统有利于充分利用各导航系统进行信息互补与信息合作, 成为导航系统发展的方向。
在所有的组合导航系统中，以北斗与惯性导航系统INS 组合的系统最为理想, 而深组合方式是北斗与惯性导航系统( INS) 组合的最优方法。
鉴于GPS 的不可依赖性，北斗卫星导航系统与INS 的组合是我国组合导航系统的发展趋势，我国自主研制北斗/INS深组合导航系统需要解决的关键技术。
1 北斗/惯导深组合导航算法深组合导航算法是由INS导航结果推算出伪距、伪距率，与北斗定位系统观测得到的伪距、伪距率作差得到观测量。
通过卡尔曼滤波对INS的误差和北斗接收机的误差进行最优估计，并根据估计出的INS误差结果对INS进行反馈校正, 使INS保持高精度的导航。
同时利用校正后的INS 速度信息对北斗接收机的载波环、码环进行辅助跟踪, 消除载波跟踪环和码跟踪环中载体的大部分动态因素, 以降低载波跟踪环和码跟踪环的阶数，从而减小环路的等效带宽, 增加北斗接收机在高动态或强干扰环境下的跟踪能力。
其组合方式如图 1所示，图中只画出了北斗的一个通道，其他通道均相同。
图 1 深组合方式框图组合导航参数估计是组合导航系统研究的关键问题之一。
经典Kalman滤波方法是组合导航系统中使用最广泛的滤波方法，但由于动态条件下组合导航系统状态噪声和量测噪声的统计信息的不准确，常导致滤波精度的下降，影响组合导航的性能。
滤波初值的选取与方差矩阵的初值对滤波结果的无偏性和稳定性有较大的影响，不恰当的选择可能导致滤波过程收敛速度慢，甚至有可能发散。
另外系统误差模型的不准确也会导致滤波过程的不稳定。
渐消记忆自适应滤波方法通过调节新量测值对估计值的修正作用来减小系统误差模型不准确对滤波过程的影响。
当系统模型不准确时，增强旧测量值对估计值的修正作用，减弱新测量值对估计值的修正作用。
飞行器组合导航技术的分析
飞行器组合导航技术的分析作者：刘雪松来源：《科技创新与应用》2020年第29期摘; 要：由于机动性强，飞机在国内外军事和民用领域得到了广泛的应用，飞机导航技术是高效可靠完成运输任务的前提。
随着科学技术的快速发展，导航技术也取得了很大的成就，不同的环境条件下，促成了多种导航方式的形成，不过都是为了达到精确制导的目标。
关键词：组合导航;飞行器;导航精度中图分类号：TN966; ; ; 文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2020）29-0157-02Abstract： Due to its strong mobility， aircraft has been widely used in military and civilian fields at home and abroad. Aircraft navigation technology is a prerequisite for efficient and reliable completion of transportation tasks. With the rapid development of science and technology， great achievements have been made in navigation technology， which in different environmental conditions contributes to the formation of a variety of navigation methods， in order to achieve the goal of precision guidance.Keywords： integrated navigation; aircraft; navigation accuracy1 概述空中武器是当代军事国防力量的重要部分，载人和无人的飞行器能执行自己的空中支援，完成战术战略任务[1]。
捷联惯导与导航卫星组合技术的发展趋势
捷联惯导与导航卫星组合技术的发展趋势[2009-06-20] 作者：admin 来源：编者按由于传统机械转子式陀螺和平台惯性技术的局限和卫星导航存在的缺点，未来的导航体制将是一种能两者优势互补的捷联惯导与导航卫星组合技术。
此文着重对此进行了综述，并论述了发展过程中需解决的各种技术问题和技术途径。
摘要惯性技术逐渐从平台系统过渡到捷联系统，从机械转子型陀螺向固态陀螺发展。
以惯性技术为基础的组合导航系统得到了重视和发展。
介绍了捷联系统和组合导航系统在发展过程中存在的各种技术问题和解决这些技术难题的技术途径。
关键词捷联式惯性制导，＋组合导航技术，全球定位系统。
1前言捷联惯性系统由于结构简单、可靠性好、体积小、重量轻、成本低、容易维修等特点，近年来得到很快的发展，并且在一些战术武器中得到应用。
由于精度尚未达到平台系统的精度水平，所以其应用范围受到了一定程度的限制。
GPS(全球卫星定位系统)／惯性组合技术在提高精度、降低成本、全天候、全球导航等方面取得了举世瞩目的成就，其应用范围逐渐扩大。
由于GPS的授权限制、动态性能及抗干扰能力等因素，其军事应用范围有一定程度的局限。
解决矛盾的方法是进行惯性技术与多体制导航卫星系统的组合技术研究，来避免单一的GPS／INS组合模式所受到的限制，采用GPS与惯性系统深组合方式提高导航系统的动态性能和抗干扰能力，为军事装备提供了高性能的导航设备。
第2次世界大战后期，德国人率先采用简单的捷联惯性仪器|仪表作为近程弹道导弹V-2火箭自主式制导系统的核心部件，随后，美苏两国进入了战后长期冷战的军备竞赛时期。
随着各种战略战术导弹、空间技术、航空、航海及陆地战车等军事装备的发展和不断完善，惯性技术也得到了空前的发展与进步。
惯性技术中首先重点发展的是平台系统和与之相适应的气浮、液浮和静电悬浮支撑技术为基础的各种惯性仪表。
在长达30多年的时间内，陀螺漂移从10°／h左右提高到0.000 015°／h，几乎提高了6个数量级，但真正工程应用中的陀螺仪却长期停留在0.001°／h左右。
未来导航技术的应用与发展
未来导航技术的应用与发展在当今科技飞速发展的时代，导航技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从日常出行到物流运输，从航空航天到军事领域，导航技术都发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步，未来导航技术将迎来更加广泛和深入的应用，同时也将面临一系列新的挑战和机遇。
一、当前导航技术的现状目前，全球定位系统（GPS）、北斗卫星导航系统、格洛纳斯（GLONASS）和伽利略（Galileo）等卫星导航系统已经为我们提供了较为精确的定位和导航服务。
这些系统通过卫星发送的信号，能够在全球范围内为用户提供位置、速度和时间等信息。
此外，基于移动网络的辅助导航技术，如 AGPS（辅助全球卫星定位系统），也在一定程度上提高了导航的精度和可用性。
在室内导航方面，WiFi 定位、蓝牙定位和地磁定位等技术也逐渐崭露头角，为人们在大型商场、机场、医院等室内场所的导航提供了帮助。
然而，现有的导航技术仍然存在一些局限性。
例如，卫星导航信号在高楼林立的城市峡谷、隧道和室内等环境中容易受到遮挡和干扰，导致定位精度下降甚至无法定位。
此外，对于一些对导航精度要求极高的应用场景，如自动驾驶、无人机送货等，现有的导航技术还难以完全满足需求。
二、未来导航技术的应用领域1、自动驾驶自动驾驶是未来交通领域的重要发展方向，而高精度、高可靠性的导航技术是实现自动驾驶的关键。
未来的导航系统将能够实时感知车辆周围的环境，包括道路状况、交通信号、其他车辆和行人等，并结合车辆自身的传感器数据，为车辆提供精确的行驶路线和决策支持。
例如，通过与激光雷达、摄像头和毫米波雷达等传感器的融合，导航系统可以实现对车辆周围环境的三维建模，从而更加准确地预测障碍物的位置和运动轨迹。
此外，车联网技术的发展也将使得车辆之间能够相互通信和共享位置信息，进一步提高导航的精度和安全性。
2、物流与供应链管理在物流和供应链领域，导航技术可以实现货物的实时跟踪和优化配送路线。
未来，随着物联网技术的普及，每一个货物都将配备智能传感器和导航模块，能够实时向物流中心发送位置和状态信息。
车载组合导航系统发展现状
车载组合导航系统发展现状随着科学技术的不断发展，现代导航系统的种类越来越多，如: INS、全球定位系统(GPS)、多普勒(Doppler)测速系统、奥米加导航系统(Omega),罗兰系统(Loran)，塔康系统(Tacan)，还有天文导航(CNS)、地形辅助系统等，这些导航设备都各有优缺点，精度和成本也不大相同。
同时，由于各领域，尤其是军事领域对导航信息量的要求越来越多，对导航精度的要求也越来越高。
要使系统性能得到提高，靠提高单一导航系统的精度，不仅在技术上难度很大，而且在实际中效果也不十分明显，无法满足高精度要求的。
若将多种导航系统适当地组合起来，即可大大提高导航精度。
组合导航系统与单一导航系统的性能比较，具有以下优点1) 组合系统中惯性导航系统的精度比单独使用惯性导航系统时要求的精度低，能够降低惯性导航系统的成本，还可提高系统的可靠性和容错性能;2) 组合导航具有余度的导航信息，可利用其余度信息检测出某个导航子系统的故障，并隔离掉失效的子系统，然后将其余正常子系统重新组合(系统重构)，就能够继续完成导航任务。
因而在20世纪70年代，组合导航技术的出现使得这一问题有了完美的解决方案，使其得到了迅速发展，并取得了令人瞩目的成就。
它克服了单个导航系统的缺点，取长补短，使组合后的导航精度高于各个系统单独工作的精度。
组合导航系统就是将具有不同特点的导航设备与导航方法进行综合，应用计算机技术对多种导航信息进行融合处理，以提高整个系统的性能。
它是一种综合工程技术，涉及到各导航信息源相关设备技术、计算机技术、显示技术以及控制系统、最优估计等理论。
目前，组合导航系统技术在工程实践中还必须解决以下问题: 在导航信息大量冗余的情况下，计算量过大，实时性不能保证；导航子系统的增加使故障率也随之增加，如果某一子系统出现故障而又没有及时监测出并隔离掉时，故障数据会污染整个系统，使可靠性降低。
针对组合导航系统量测信息量多，数据处理困难这一特定问题，导航信息的处理技术也从根据单个传感器所获得的数据集来进行的单一信息处理向多传感器获得的多数据集的信息融合方向发展。
组合导航研究现状及发展趋势展望
全天候等优点， 且能提供多种导航参数。但它的定 位误差也随时间而积累 ， 长时间工作后会产生大 的 误差 ， 使得惯性导航系统不宜作远距离导航 。根据 Ｉ 和Ｇ Ｓ ＮＳ Ｐ 的导航功能互补 的特点 ，可以用适 当 的方法将两者组合起来 以提高系统 的整体导航精 组合、 Ｐ 和方向盘电阻传感器测角组合等 ，效果 ＧＳ 度及导航性能。 Ｐ 接收机在惯导位置和速度信息 并不理想 。 ＧＳ 的辅助下， 也将改善捕获 、 跟踪和再捕获 的能力 ， 并 除 了以上方法还有一个研究方 向就是多传感 在卫星分布条件差或可见 星少的情况下 导航精度 器的信息融合组合 ，尽量采集多种传感器信息， 进 不致下降过大。由于优点显著 ， Ｐ ／ 组合系统 行信息融合 ， Ｇ ＳＩ ＮＳ 以最优 的结果提供定位 ， 其关键技术 被一致认为是飞行载体最理想的组合导航系统 是信息融合算法。基于单 片机的由磁罗盘、 １ 。 速率陀 而由于此类惯性设备价格的因素 ， 使其很难在普通 螺和里程仪组成的新型 Ｄ ， ＲＳ并采用 Ｇ ＳＤ Ｓ Ｐ ／ Ｒ 多 车辆 上使 用 。 级滤波组合方式以及地 图匹配方法可提高系统 的
采集位移信号 ， 这需要改动汽车电气线路 ， 并且汽 车型号不一样里程计感应元件的参数也不一样 ， 安 并且导航精度受里程计的精度限制。 罗盘测量的航 向信息指示是磁北方向 ， 但是地 装不方便 ， 现今 中高档车普遍采 用 了 Ａ Ｓ Ｂ 制动系统 ， 如 磁场的北方向和地理北方 向在各个地方均不相同。 Ｂ 测距） ， 则共有多达四组共 另外 ， 车内空调 、 多媒体 等设备产生 的磁场也会影 果用 Ａ Ｓ中的车轮测速（ 响其测量精度 。当车辆经过 电力线、 钢铁结构建 七个传感器参与定位导航 。 通过数据融合处理得到 筑物 时 ， 界 强磁 场会 引 起 罗盘 在 短 时 间 内测量 误 定位导航所需的位置 、 外 速度和航 向等信息。这种组 差的突然增大 ， 因此必须借助历史信息或者其他外 合导航通过传感器数据融合处理 ， 增加了系统 的信 界有效 的独立观测量 （ Ｇ Ｓ 向） 如 Ｐ航 实时检’ 并修 息冗余度 ， 狈 ０ 实现局部 系统之间 的优势互补 ， 从而获 正 罗盘 的测量 值 。 得 比任何单一系统更优的综合性能。 特别是多传感 里程计也存在需要实时修正的问题 ， 当车辆在 器的组合实现 了导航 的容错设计 ， 系统精度和可 使 加入 Ａ Ｓ Ｂ 传感器 的信息 ， 显著地提高了 雪、 冰的路面上行驶、 急拐弯时易造成车轮打滑 ， 并 靠性更高 。 且轮 胎压 力 的不 同也 会 引起 轮子 直 径 的变化 。 由以 系统的定位精度 。只要结合精确 的数字地图， 配合 图１ 陀螺仪倾角修正示意 图
kalman复习题【秘籍】
9、静基座对准通常选取哪几个状态变量，哪几个可观测度低，如何提高它们的可观测度？ 静基座初始对准方案？ 答： 1）在惯到系统进入导航工作状态前建立起导航坐标系
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εE，▽x ，▽y 不可观测，εz 可观测度很小 0.0005 三轴摇摆提高了两个水平加计的可观测度 匀速运动各个状态变量的可观测度与静基座基本相同 线加速运动可大大提高方位失准角的可观测度，不能提高▽x ， ▽y 计偏置的可观测 度 三轴摇摆与线加速运动组合各个状态的可观测度都得到提高 航向变化与线加速运动组合各个状态的可观测度最高 2）采用 KALMAN 滤波进行初始对准，就是将平台误差角 ΨN，ΨE，ΨD 从随机误差和 随机干扰中估计出来， 通过系统的校正使平台坐标系与导航坐标系对准；同时，尽可能估 计出陀螺漂移和加速度计偏置；时间不长，因此陀螺漂移和加速度计偏置可看作常值；根据 分离定理，对随机系统和最优估计和最优控制 可以分开单独考虑，故可用卡尔曼滤波器对 平台误差角及惯性仪表的误差进行单独研究。 10、 为什么要进行动基座对准？动基座对准的最优机动方式？ 静基座初始对准适用于线性定常系统，分析和研究简单。而对于非线性时变系统，存在 不确定性随机干扰、噪声统计模型不准的情况下，就要采用动基座对准。 S 机动为动基座对准的最优机动方式；全部状态变量都能得到较好的估计；估计精度还 与载体 S 机动的机动程度有关。 动基座可观测性：惯导动基座对准为线性时变系统，可观测性分析十分复杂；PWCS 可 观测性分析理论与方法可确定状态是否可观测， 无法确定状态的可观测程度； 状态的可观测 程度才是真正反映卡尔曼滤波中状态变量估计的速度和精度； 基于特征值和特征向量的可观 测度分析方法， 可以确定 状态变量的可观测程度， 但是必须在滤波解算之后， 计算量巨大； 基于奇异值的可观测度分析方法，直接利用可观测矩阵实现系统的可观测度分析。 11、什么是捷联惯性导航系统(SINS)初始对准？2)按照对准阶段 SINS 初始对准可分为哪两 类，各自的含义是什么？3)采用卡尔曼滤波进行 SINS 静基座初始对准时(导航坐标系为东 北天地理坐标系)，状态变量通常包含哪些内容？ 答：1）SINS 初始对准就是获得载体的初始速度、初始位置和初始姿态； 2） 按对准的阶段 SINS 初始对准可分为粗对准和精对准。 粗对准是利用陀螺与加速度计 的信息，通过解析的方法快速计算出粗略的初始姿态；而精对准是在粗对准的基础上，以加 速度计信息或零速为观测量， 采用状态估计器估计粗对准的误差， 进而精确的确定初始姿态； 3）采用卡尔曼滤波进行 SINS 静基座初始对准时，状态变量通常包含 10 个变量，具体 为： 状态变量
组合导航技术的发展
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。
组合导航算法总结
组合导航算法总结引言组合导航是一种将多个导航算法相结合的技术，旨在提高导航系统的准确性和效率。
该算法通过采用多个不同的导航策略，并将它们的结果进行组合来取得更好的导航性能。
本文将对组合导航算法进行总结，并介绍其应用场景和优势。
组合导航算法的原理组合导航算法的核心原理是通过将多个独立的导航算法的结果进行组合，从而得到更准确和可靠的导航路径。
通常情况下，组合导航算法会采用多种导航策略，如最短路径算法、遗传算法、模拟退火算法等。
这些不同的导航策略可能会有不同的优势和局限性，通过将它们组合起来，可以克服各自的限制，提高导航性能。
组合导航算法的应用场景组合导航算法可以应用于各种导航系统，比如车载导航、无人机导航、船舶导航等。
在这些场景中，导航的准确性和效率对于任务的完成至关重要。
而组合导航算法可以通过融合多种导航策略的结果，来提供更可靠和精确的导航路径。
组合导航算法的优势使用组合导航算法的主要优势包括以下几点：1.提高导航准确性：组合导航算法可以充分利用多个导航策略的优势，从而减小导航误差，提高导航准确性。
2.提高导航鲁棒性：由于组合导航算法考虑了多种导航策略，即使某个策略无法适应特定的导航场景，其他策略仍然可以提供可行的导航路径，从而提高导航的鲁棒性。
3.提高导航效率：组合导航算法可以通过并行计算多个导航策略，从而加快导航路径的计算和更新速度，提高导航效率。
4.适应多样化的导航环境：由于组合导航算法可以灵活选择不同的导航策略，因此可以适应各种不同的导航环境和场景，包括复杂的城市道路、山区、海洋等。
总结组合导航算法是一种将多个导航策略相结合的技术，可以提高导航系统的准确性和效率。
通过使用组合导航算法，可以充分利用多种导航策略的优势，克服各自的限制，从而获得更可靠、精确和高效的导航路径。
因此，组合导航算法在各种导航系统中有着广泛的应用前景。
注意：本文仅为组合导航算法总结，若需详细了解该算法的具体实现和应用细节，请查阅相关专业文献或与领域专家进行交流。
飞行器组合导航技术的分析
飞行器组合导航技术的分析发布时间：2022-02-16T02:14:34.202Z 来源：《科技新时代》2021年12期作者：邹天嘉[导读] 为探究现阶段飞行器的组合导航应用，将以常见的三种导航技术入手分析基于惯性导航技术的组合导航。
驻南昌地区军代室江西南昌 330000摘要：为探究现阶段飞行器的组合导航应用，将以常见的三种导航技术入手分析基于惯性导航技术的组合导航。
重点针对惯性+GNSS 和惯性+测距/测速两种组合导航技术进行分析，探究其实际导航精度与应用效果。
经分析可知，两种组合导航均具有较高的导航定位能力，可以在恶劣天气甚至外太空实现精准导航。
希望通过下述分析能够为相关人员和单位提供帮助。
关键词：飞行器；组合导航；技术引言：飞行器的发展是未来各国实现制空权的重要途径，而飞行器的精准定位则是其保障自身飞行姿态与飞行位置的重要因素。
现阶段为进一步精确飞行器的空间定位，相关学者已提出通过两个单独导航定位系统相结合实现组合式导航技术，从而提高对飞行器自身与地面塔台的控制。
为此本文将对惯性+GNSS和惯性+测距/测速两种组合导航技术进行分析研究，以探究出现有组合导航的实际应用效果。
一、飞行器导航技术（一）惯性导航应用在飞行器上的惯导系统是指一种能够实现自主导航的系统。
从制导的角度上看惯导系统相对比较独立，能够依靠自身的控制系统设置定位参数，从而完成对飞行器位置的判定与改变。
因惯性导航的设计原理主要参照牛顿力学定律，所以该系统本身是很自主的导航方式，其主要表现在它在导航过程中不需要与外界进行沟通，如此该系统将不会受到外界因素的影响导致自身导航精度紊乱。
同时，惯导系统的导航也是相对比较稳定的，采集到的飞行器姿态参数与其他导航技术相比也较为安全，因系统下传感器的采样频率较高，所以惯导系统的数据处理速度也相对较快，这便使惯性导航的运行范围得到一定程度的增加，比如一些飞行速度很快的飞行器，在高速飞行中其他导航技术无法通过高频信息采集实现高精度定位，但是惯性导航系统可以通过高频采集与高频计算的方式缩短每次定位循环的步长，进而实现对高速移动物体的高精定位。
新一代导航技术的发展趋势
新一代导航技术的发展趋势随着科技的不断发展，人们的生活方式也在不断地发生改变。
其中，导航技术在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
从最初的GPS导航系统到现在的高精度导航技术，导航技术的发展已经走过了很长一段路。
那么，未来新一代导航技术的发展趋势会是什么样子呢？一、高精度导航技术的突破传统的GPS导航系统的精度并不高，对于车辆导航来说还能凑合使用，但对于需要高精度定位的行业来说却难以满足需求。
因此，高精度导航技术的发展尤为重要。
现在，高精度导航技术主要是通过人造卫星和基站来进行定位。
但这种方法是有风险的，比如天气不好时、建筑物遮挡导致的信号中断等。
未来，高精度导航技术的突破，需要更为先进的技术，比如“卫星+光纤+惯性传感器”的组合定位技术。
这种技术的优势在于可以通过光纤将卫星信号传输到地面，而基于光纤的传输不会受到天气和建筑物的影响。
另外，惯性传感器可以通过速度、加速度、转向等参数，用来增加定位精度。
这种技术发展的趋势将是建立更为完善的高精度导航系统。
二、智能交通系统随着城市的扩张和车辆数量的增加，交通拥堵问题也越来越严重。
因此，未来新一代导航技术需要更好地结合智能交通系统进行发展。
一方面，智能交通系统可以通过导航终端实时获取道路状况和交通流量等信息，并给出最佳的通行方案。
另一方面，通过车联网，车辆之间可以相互交流，提升整个交通系统的效率。
这样，交通流量的分配和控制就可以更加精确和优化，从而降低交通拥堵率，提高道路使用效率。
三、增强现实导航技术增强现实技术是指将虚拟现实和现实环境结合起来，通过计算机技术实现现实世界中的物体与虚拟世界中的图像、声音、文字等信息的实时交互。
未来，在导航领域，增强现实技术也将大有用途。
通过AR技术，我们可以将导航的信息与实际道路环境进行结合，比如将路标、路口、建筑物等物体的实时位置和名称投射到驾驶员的视野中，提高驾驶员的路线辨识能力。
不仅如此，增强现实技术还可以通过语音、手势、眼睛识别等方式与驾驶员进行交互，实现更加智能化的导航体验。
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。
组合导航系统在民航的应用
组合导航在民航中的应用近60年来，我国民航虽然有了很大的发展，但依然处于尽力跟随世界民航发展的趋势、借鉴国外民航发展经验、引进国外技术和产品的位置上。
要想从民航大国成为民航强国，就必须发展具有自主创新内涵的民航科学技术体系，从系统科学和信息科学的高度，开展相应的研究工作。
民航是安全性要求很高的部门，导航与控制对飞行具有非常重要的作用。
不同飞行阶段、不同飞行操作对精度完好性和稳定性的要求是不一样的。
因此，导航设计必须符合完好性的要求。
不同组合深度的GPS/INS导航系统克服了它们各自的弊病，在民航有很好的发展前景。
1、“惯性导航”和“卫星导航”的利与弊从导航方法上看，目前得到应用的导航系统可以分为“惯性导航”系统和“卫星导航”系统两类。
INS和计程仪属于“惯性导航”系统。
在这类系统中，直接测量的参数是载体的运动加速度、速度以及姿态角等，通过航迹推算得到载体与地球之间相对速度、经度、纬度以及高程等载体航行所需要的信号。
惯性导航是重要的自助式导航，惯性导航有着独特的优点，也存在自身的缺陷。
使用惯性导航作为主要的导航子系统的组合导航，主要目的就是充分发挥惯性导航的优点，并借助其它导航系统克服惯性导航的局限，以得到高精度和高可靠性的导航参数。
在航空、航天和航海领域，惯性导航具有极其重要的地位。
惯性导航的优点：①导航信号在时间上是连续的；②导航系统不发射电磁波，也不接受电磁波，因而不受电子干扰影响，具有完全的自主性和隐蔽性；③提供最全面的导航参数。
惯性导航的缺点：①由于陀螺仪的漂移，导致导航信号的误差累积，并将随着时间而增大；②导航系统中测量载体运行参数的信号器的结构较复杂，价格高。
现代喷气式客机和运输机装有惯导，当在相对平稳的航线上飞行时，可能在丧失GPS导航修正（更新）之后，在一段时间内还能继续提供安全导航，但这要取决于飞行的航路和所执行的操作。
在一些情况下，这种能力足以使飞机飞出当地干扰区。
在能见度良好和云底很高时，也可用目测规划飞机继续飞行。
导航工程技术专业行业发展趋势分析
导航工程技术专业行业发展趋势分析随着技术的不断发展和社会的进步，导航工程技术专业正面临着许多新的挑战和机遇。
本文将分析导航工程技术专业的行业发展趋势，探讨未来该行业的前景。
一、市场需求的增长导航工程技术在交通事故预防、智能导航系统、无人驾驶技术等方面扮演着重要角色。
随着汽车保有量的不断增加，人们对交通安全和导航系统的需求也越来越大。
同时，无人驾驶技术的快速发展，也为导航工程技术提供了广阔的市场空间。
因此，导航工程技术专业的市场需求将会快速增长。
二、导航工程技术与人工智能的融合人工智能技术的快速发展对导航工程技术专业产生了深远的影响。
通过人工智能技术的应用，导航工程技术可以更加智能化、自动化地进行导航和路径规划。
人工智能技术还可以帮助导航工程技术实现更高效、更准确的数据分析和决策。
因此，导航工程技术专业需要与人工智能技术紧密结合，以适应市场的需求。
三、智能交通系统的发展随着人们对交通安全和交通效率的要求越来越高，智能交通系统正迅速发展。
导航工程技术专业在智能交通系统中发挥着重要作用。
通过导航工程技术的应用，智能交通系统可以提供准确的路况信息，帮助车辆选择最优路径，减少交通拥堵和事故发生的可能性。
未来，随着智能交通系统的不断完善，对导航工程技术专业的需求也将越来越大。
四、导航工程技术与航空航天的结合导航工程技术在航空航天领域的应用也越来越广泛。
航空航天导航系统需要高精度的导航技术支持，以确保航空器的安全和航行的准确性。
导航工程技术专业的发展需要与航空航天领域密切结合，不断进行技术创新和研发，为航空航天导航系统提供更高水平的支持。
综上所述，导航工程技术专业在未来的发展中面临着巨大的机遇和挑战。
通过准确把握市场需求、与人工智能技术融合、与智能交通系统结合以及与航空航天领域合作，导航工程技术专业可以实现更好的发展。
为了适应行业的发展趋势，导航工程技术专业的从业人员需要具备综合的技术能力和创新思维，不断学习和更新知识，与时俱进。
未来导航系统的技术发展趋势
未来导航系统的技术发展趋势在当今这个快节奏的时代，导航系统已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是日常出行、物流运输，还是紧急救援，导航系统都发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步，未来的导航系统也将迎来一系列令人瞩目的技术发展趋势。
高精度定位技术将成为未来导航系统的核心。
当前的导航系统在定位精度上已经有了很大的提高，但对于一些特殊场景，如自动驾驶、无人机配送等，还需要更高精度的定位。
未来，通过融合多种定位技术，如卫星导航、惯性导航、视觉导航和地磁导航等，将能够实现厘米级甚至毫米级的定位精度。
这将极大地提高自动驾驶的安全性和可靠性，使无人机能够更精准地投递货物，也为城市管理和资源调配提供更精确的数据支持。
多源数据融合将是未来导航系统的重要发展方向。
除了传统的卫星信号，未来的导航系统将更多地融合来自地面基站、物联网设备、社交媒体等多源的数据。
例如，地面基站可以提供更准确的局部信号修正，物联网设备可以收集环境信息，社交媒体的数据则能够反映实时的交通和人流状况。
通过对这些多源数据的融合分析，导航系统能够更全面、准确地了解周围环境，为用户提供更智能、个性化的导航服务。
比如，在交通拥堵时，导航系统可以自动为用户规划避开拥堵路段的路线；在用户前往热门景点时，能够提供周边停车场的实时空位信息。
人工智能和机器学习技术将在导航系统中得到更广泛的应用。
通过对大量的用户行为和交通数据进行学习，导航系统能够预测用户的出行需求和交通流量变化，提前为用户规划最优路线。
同时，利用人工智能技术，导航系统还可以实现语音交互的智能化，更加准确地理解用户的意图，提供更加贴心的服务。
例如，当用户说“我要去一个安静的咖啡店”，导航系统不仅能够找到符合条件的咖啡店，还能根据实时路况规划出最快到达的路线。
室内导航技术将取得重大突破。
目前，室外导航已经相对成熟，但室内导航仍然存在诸多挑战。
未来，随着蓝牙、WiFi 定位技术的不断改进，以及建筑物数字化模型的普及，室内导航将变得更加精准和便捷。
组合导航行业报告
组合导航行业报告导航行业是指为了帮助用户快速找到目的地或获取相关信息而提供的服务。
随着科技的发展，导航行业也在不断创新和发展，出现了多种组合导航服务，如地图导航、语音导航、AR导航等。
本报告将对组合导航行业进行分析，包括市场规模、发展趋势、竞争格局等方面的内容。
一、市场规模。
随着智能手机的普及和移动互联网的发展，导航行业市场规模不断扩大。
根据相关数据显示，全球导航行业市场规模已经超过1000亿美元，而且还在不断增长。
其中，地图导航、语音导航、AR导航等组合导航服务占据了相当大的市场份额。
预计未来几年，全球导航行业市场规模还将继续增长，为相关企业和机构带来更多商机。
二、发展趋势。
1. 定制化服务，随着人们对个性化需求的增加，导航行业也开始向定制化服务方向发展。
通过大数据分析和人工智能技术，导航服务可以更好地了解用户的行为习惯和喜好，为其提供更加个性化的导航服务。
2. 无人驾驶技术，随着无人驾驶技术的不断成熟，导航行业也开始向无人驾驶领域拓展。
未来，导航服务将不仅仅是为人类提供导航，还将为无人驾驶汽车提供精准的导航和路况信息。
3. 跨界融合，导航行业与其他行业的融合也越来越明显，比如与电子商务、旅游、地产等行业的融合。
这种跨界融合不仅可以为用户提供更加全面的导航服务，还可以为相关企业带来更多商业机会。
三、竞争格局。
目前，全球导航行业竞争格局较为激烈，主要竞争者包括谷歌地图、百度地图、高德地图等知名企业。
这些企业都在不断加大研发投入，提升导航服务的质量和用户体验。
同时，一些新兴企业也在不断涌现，通过技术创新和服务创新，逐渐在导航行业中占据一席之地。
四、发展对策。
1. 加大技术研发投入，导航行业是一个技术密集型行业，企业需要不断加大技术研发投入，提升导航服务的精准度和实用性。
2. 拓展跨界合作，导航行业可以通过与其他行业的合作，拓展服务范围，为用户提供更加全面的导航服务，同时也可以为企业带来更多商机。
3. 提升用户体验，用户体验是导航行业发展的关键，企业需要不断优化产品功能和界面设计，提升用户体验，吸引更多用户使用导航服务。
《2024年全球卫星导航导航技术与空间应用的创新前景》
目录
全球卫星导航技术的 发展趋势
01
空间应用领域的创新 方向
02
全球卫星导航技术面 临的挑战与机遇
03
未来展望与建议
04
全球卫星导航技 术的发展趋势
卫星导航技术的进步
精度提高：导航精 度不断提高，满足 更多应用场景的需 求
功能扩展：导航功 能不断扩展，如室 内定位、实时导航 等
机遇：全球卫星导 航技术的快速发展 为各国提供了广阔 的市场和发展机遇
挑战：各国在技术、市 场、人才等方面的竞争 加剧，需要不断提高自 身的竞争力以应对挑战
技术研发与人才培养的机遇与挑战
技术研发：需要 不断创新，提高 精度和可靠性
人才培养：需要培 养更多专业人才， 满足行业发展需求
机遇：全球卫星导 航市场不断扩大， 带来更多发展机会
完善法规政策与标准体系
制定相关法规政策， 确保卫星导航系统 的安全、稳定和可 靠
建立完善的标准体 系，促进卫星导航 技术与空间应用的 规范化和标准化
加强国际合作，推 动全球卫星导航技 术与空间应用的发 展
鼓励创新，支持企业 和科研机构开展卫星 导航技术与空间应用 的研发和创新
提高公众认知与普及教育
空间应用领域的 创新方向
农业领域的应用
精准农业：利用卫星导航技术实现农田的精准定进行实时监测和管理，提高资源利用率
农业灾害预警：利用卫星导航技术对农业灾害进行预警，减少灾害损失 农业智能装备：利用卫星导航技术开发农业智能装备，提高农业生产自动化水平
人工智能在卫星 导航系统中的应 用：利用人工智 能技术进行故障 诊断和维护
大数据在卫星导 航服务中的作用： 通过大数据分析， 为用户提供个性 化导航服务
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技术开发与应用组合导航技术的发展趋势曾伟一1 林训超2 曾友州3 贺银平4(1.2.3.4.成都航空职业技术学院,四川成都610100)收稿日期:2011-01-10作者简介:曾伟一(1956 ),男,四川省成都市人,副教授,主要研究方向为电气自动化和微机控制技术。
摘 要:本文揭示了组合导航技术的优越性,论述了组合导航的关键技术,对硅微惯性测量单元的发展和应用情况进行了介绍,指出GNSS/INS 组合中松耦合、紧耦合与深耦合方式的技术特点,展望了耦合技术未来发展方向。
关键词:组合导航 卫星导航 惯性导航中图分类号:TN967 2 文献标识码:B 文章编号:1671-4024(2011)02-0041-04Development Tendency of Integrated Navigation TechnologyZE NG Weiyi 1,LIN Xunchao 2,ZE NG Youzhou 3,HE Yinping 4(1.2.3.4.Chengdu Aeronautic Vocational &Technical College,Chengdu,Sichuan 610100,China)Abstract This paper analyzes the advanta ges of integrated navigation technique and the key inte grated navigation technology,presents the development and application of measuring units of silicon micro inertia,points out the techniques of loose coupling,tight coupling and deep c oupling in the combination of GNSS and INS and prospects the development tendenc y of c oupling technology.Key Words integrated navigation,GNSS,I NS 组合导航是采用两种或两种以上导航系统,形成的性能更高、安全性和可靠性更强的导航方式。
可与GNSS 进行组合导航的技术有I NS 、多普勒雷达、天文导航、气压高度表、磁力计等。
目前世界上应用最为广泛、性能最优、自主性最强的组合导航为卫星导航系统和惯性导航系统的组合,该组合系统主要利用卫星导航系统的长期稳定性与适中精度,来弥补I NS 的误差随时间传播或增大的缺点,同时再利用I NS 的短期高精度来弥补卫星导航接收机在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号等的缺点,提高卫星导航的动态性能和抗干扰能力和卫星的重新捕获能力,从而实现完整的高精度、高可靠性、高稳定性、高适用性、持续全天候的导航,广泛应用于海、陆、空、天各领域,包括飞机、轮船、车辆、机器人等的导航。
组合导航技术已成为目前世界上最先进的、全天候、自主式制导技术,也是导航技术最具有应用前景的发展方向[1]。
本文针对未来组合导航定位领域的关键技术的发展趋势和面临的挑战进行了论述。
一、惯性器件发展趋势与面临的挑战惯导系统的误差源包括陀螺和加速度计的器件误差、系统初始对准误差和导航解算中采用的重力场模型误差等,器件误差为大多数系统的主要误差源[2]。
41 成都航空职业技术学院学报Journal of Che ngdu Aeronauti c Voc atio na l a nd Te chni cal Col lege2011年06月第2期(总第87期)Vol.27No.2(Serial No.87)2011ME MS和干涉型光纤陀螺(IFOG)将有望替代当前各应用领域中所采用的环型激光陀螺(RLG)和机械式陀螺。
但是,在对标度因数稳定性具有极高要求的特殊应用中,RLG仍将比IFOG更具有优势。
ME MS技术化浪潮推进的关键则取决于ME MS陀螺的进展。
目前,ME MS器件的性能不断提高,正在面向多种应用展开研制工作。
当然,MEMS的低成本优势只能通过消费产业的杠杆作用,以各种MEMS 器件的巨大供给量(百万)为基础才能实现。
这些技术的应用将会带来低成本、高可靠性、重量轻的惯性器件和惯性系统。
在低端的战术领域,微机械惯性器件可望占据主导地位。
军品市场的需求将推动微机械惯性器件的发展,这些器件将应用于灵巧炸弹、飞机和导弹的自动驾驶仪、短程战术导弹制导、火控系统、雷达天线运动补偿、内置有惯性器件的智能皮肤、集束弹甚至子弹等各种小型智能弹药、晶片大小的I NS/GPS组合导航系统等。
从长远看,ME MS和集成光学(I O)系统将占领整个中、低精度应用领域。
这种预测基于两个前提:第一,ME MS器件的精度能够像过去十年那样以3~ 4个数量级的速度提升。
这种更进一步的发展并非不切实际,因为设计人员已开始更深地认识到了几何布局、尺寸、封装和电子电路的干扰对于微型器件的性能、可靠性的影响。
第二,努力将6个传感器放在一个(或两个)芯片上的工作早已展开,这是可能将每个INS/GPS系统的成本降至1000美元以下的唯一途径。
另外,由于许多ME MS器件是具有电容式读出的振动结构,这会限制其性能的进一步提高,在这方面,集成光学技术最有可能提供具有光学读出的全固态陀螺。
虽然近期内获得非常小而精确的陀螺的技术还不存在,但随着通讯工业发展的过程,集成光学器件已在不断进步。
在战略应用中,I FOG 将成为主要应用的陀螺。
抗辐照IFOG和超高精度I FOG的研究工作目前正在进行中。
一种潜在的、有前景的技术目前已处于早期研发阶段,这就是基于原子干涉仪的惯性测量技术(也称为冷原子敏感器)。
一个典型原子的布罗格利波长要比可见光的波长小10-11倍,由于在任何介质中,原子都有质量和内部结构,因此原子干涉仪是非常敏感的。
加速、旋转、电磁场以及与其它原子的相互作用都将引起原子干涉条纹的改变,这意味着原子干涉仪可被用来制作极高精度的陀螺、加速度计、重力梯度仪以及精密时钟,其精度能提高若干个数量级。
如果这种远期的技术能得到发展,将在没有GPS的条件下就能获得(2~5)m/h的惯导系统,系统中的加速度计还能用来测量重力梯度。
近期来说,微机械加速度计将占领加速度计应用的战术(低端)领域。
正如陀螺那样,军品市场将会推进这些器件在诸如灵巧炸弹、飞机和导弹的自动驾驶仪、短时间飞行的战术导弹制导、火控系统、雷达天线运动补偿、内置有惯性器件的智能皮肤、集束弹甚至子弹等各种小型智能弹药、晶片大小的INS/GPS组合导航系统等方面的应用。
更高性能的应用场合会使用摆式积分陀螺加速度计,基于石英或者硅谐振加速度计也有被应用的可能。
石英谐振加速度计已在战术和商业(如工业自动控制)领域广泛应用,硅微机械谐振加速度计研制工作正在进行中,这两种器件性能上都有可能获得提升。
从长远看,加速度计技术的应用展望,与远期陀螺技术的应用前景一样,ME MS和集成光学技术将占领整个中低精度领域,这种预测也基于对远期陀螺技术预测中提及的两个前提。
不过,加速度计技术的远期目标可能要比陀螺的远期目标早几年实现。
未来,GPS接收机的成本可能会非常低以至于可以被忽略[3]。
系统被分类为:包含不同种类加速度计的RLG系统或I FOG系统;由石英陀螺和石英加速度计的组成的石英系统;ME MS/集成光学系统[4]。
很显然,系统的产量影响成本,大量生产将使成本更低。
就降低成本而言,IFOG系统比RLG系统潜力更大,这缘于IFOG的成本低于RLG。
但是到目前为止这种情况还没有发生,主要原因在于:RLG 已经在良好工业化条件下进行了相当大量的生产,而IFOG还没有达到类似的产量。
很明显,ME MS/集成光学系统构成的INS/GPS系统的成本最低,但达到最低成本的目标只有在以百万级数量生产时才有可能,这还要依赖于多轴器件簇、片上或者邻片电路以及批量封装。
可承受高g值加速度的硅基MEMS系统在最近的一系列制导炮弹发射试验中展示了它可承受超过6500g加速度的能力。
二、GNSS/I NS耦合方式的发展趋势GNSS/INS的耦合可分为不同水平的耦合,即所谓耦合深度不同。
不同的耦合方式决定了不同的工42程实现难度和导航定位精度。
按照耦合深度(信息融合所采用的卫星接收机数据源)的不同,可将组合系统分为四类,非耦合(重调法)、松耦合、紧耦合、深耦合。
松耦合的主要特点是GNSS和惯导仍独立工作,耦合作用仅表现在用GNSS辅助惯导。
松耦合也称为GNSS/INS的位置、速度信息耦合:GNSS和I NS输出的位置和速度信息的差值作为量测值,经卡尔曼滤波,估计I NS的误差,然后对INS进行校正。
紧耦合方式的主要特点是将卫星接收机与SINS系统的软硬件通过组合模块有机结合,达到相互辅助的作用;组合模块利用卫星接收机的伪距、伪距率进行组合,通过组合滤波器估计SINS和卫星接收机的误差,然后对子系统进行开环或者闭环校正。
紧耦合是更高水平的耦合,其主要特点是GNSS接收机和惯导系统相互辅助。
属于紧密耦合的基本模式是伪距、伪距率的耦合,还有在伪距、伪距率耦合的基础上再加上用惯导位置和速度对GNSS接收机跟踪环进行辅助,也可以增加对GNSS接收机导航功能的辅助。
相对松耦合方式而言,紧耦合方式的优点是导航精度进一步提高,能更准确地校正SINS器件与对准误差,通过SI NS或者组合后的速度信息,有效地辅助卫星信号捕获与跟踪,提高卫星导航的抗干扰能力和动态性能;缺点是系统设计更为复杂,组合滤波器状态量更多,计算量较大。
深耦合方式是近十年来新出现的一种组合方式。
它采用的卫星信息相对于紧耦合更为 原始 ,并且采用卫星接收机与SI NS的软硬件一体化设计,因此被称之为深耦合或者超紧耦合。
深耦合模块采用SINS与卫星接收机信号相关器输出的同相(I)、正交相(Q)信号进行数据融合,接收机内部不需要进行信号跟踪,信号跟踪的最优化是在数据融合时统一进行设计,因此深耦合方式在理论上性能将优于前两种组合方式,实现 全局最优 。
深耦合方式的优点是通过全局最优化设计,能够在准确的校正SINS器件误差的同时,得到最优的信号跟踪带宽,提高了组合导航的整体性能;进一步提高卫星导航的抗干扰能力和动态性能。
它的缺点是组合滤波器设计复杂,计算量大。
深耦合直接通过I/Q信号估计导航参数,从更深入的层次利用了卫星测量信息,使组合导航数据融合全局最优,相对于紧耦合能够进一步提高动态环境下的导航精度与抗干扰能力,是未来GNSS/ SI NS组合导航,特别是GNSS/MI MU组合导航的发展趋势。