GNSS-INS-組合導(dǎo)航原理與應(yīng)用課件

1、組合導(dǎo)航原理 章紅平 : 組合的需求與意義 主要內(nèi)容和范圍 組合導(dǎo)航簡介內(nèi) 容2意義：導(dǎo)航技術(shù)是人類生活、航空航天的共性關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)！組合的需求與意義飛機(jī)空間站導(dǎo)彈艦船衛(wèi)星月球車3重大需求牽引導(dǎo)航技術(shù)與時(shí)俱進(jìn) JDAM低成本制導(dǎo)武器 精確打擊現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主要手段！ 彈道導(dǎo)彈遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈艦空導(dǎo)彈 精確打擊 導(dǎo)航 技術(shù) 核心 技術(shù) 陸、海、空、天 武器系統(tǒng) 應(yīng)用于 精確制導(dǎo) 精確打擊 必要 條件 4重大需求牽引導(dǎo)航技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)目標(biāo)信息獲取是精確打擊的前提高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)必要條件慣性穩(wěn)定技術(shù)技術(shù)瓶頸國家中長期發(fā)展規(guī)劃個(gè)重大專項(xiàng)之一!美無人偵察機(jī)“全球鷹”在執(zhí)行任務(wù)偵察衛(wèi)星機(jī)載高分辨率SAR及其運(yùn)動(dòng)

2、補(bǔ)償系統(tǒng) 對(duì)地觀測5重大需求牽引導(dǎo)航技術(shù)與時(shí)俱進(jìn) 載人航天 探月工程 導(dǎo)航技術(shù) 關(guān)鍵 技術(shù) 載人航天與探月工程6重大需求牽引導(dǎo)航技術(shù)與時(shí)俱進(jìn) 二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與大飛機(jī)7 、 為什么要學(xué)習(xí)組合導(dǎo)航 課程的主要內(nèi)容和范圍組合導(dǎo)航現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展方向何為導(dǎo)航？與制導(dǎo)什么區(qū)別？有哪些導(dǎo)航技術(shù)？為什么要組合？如何進(jìn)行組合？8引導(dǎo)載體從出發(fā)點(diǎn)到達(dá)目的地的技術(shù)和方法提供載體的導(dǎo)航參數(shù)，位置、速度和姿態(tài)、為什么要學(xué)習(xí)組合導(dǎo)航？（）何為導(dǎo)航？（）與制導(dǎo)什么區(qū)別？制導(dǎo)是根據(jù)預(yù)先規(guī)劃的航路，自動(dòng)引導(dǎo)載體到達(dá)目的地的技術(shù)和方法9制導(dǎo)系統(tǒng)（ ）原理框圖運(yùn)動(dòng)參數(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)飛行控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制指令舵偏角航跡規(guī)劃10（

3、） 導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展歷史古代路標(biāo)、指南針、天文等20年代磁羅盤、速度表、里程表儀表導(dǎo)航30年代無線電導(dǎo)航問世40-70年代慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)80年代末全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)問世1997年慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)大量推廣2001年新型導(dǎo)航系統(tǒng)和復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)11天文導(dǎo)航航海、航天慣性導(dǎo)航與慣性器件水平有關(guān)無線電導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航推算導(dǎo)航速度和航向地形、景象匹配導(dǎo)航物理場匹配導(dǎo)航（）目前有哪些導(dǎo)航技術(shù)？12慣性導(dǎo)航基本原理陀螺儀: 定軸性 進(jìn)動(dòng)性（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？加速度計(jì)矢量矢量在哪個(gè)坐標(biāo)系里計(jì)算?如何確定坐標(biāo)系?ZXY13慣性儀表分類（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？慣性儀表慣性敏感器件慣性技術(shù)核 心傳統(tǒng)機(jī)械

4、陀螺儀光學(xué)陀螺儀MEMS/MOMES 陀螺儀超導(dǎo)磁懸浮陀螺儀液浮陀螺儀三浮陀螺儀撓性陀螺儀靜電陀螺儀激光陀螺儀光纖陀螺儀MEMS慣性器件MOEMS慣性器件振動(dòng)陀螺儀半球諧振陀螺儀壓電陀螺儀加速度計(jì)14（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？微機(jī)電()慣性器件美國Draper實(shí)驗(yàn)室研制的MEMS陀螺儀精度以達(dá)1/h美國AD公司研制單片集成的微陀螺儀，年產(chǎn)量數(shù)百萬只Honeywell公司分辨率50 g諧振式加速度計(jì)AD公司研制三軸單片集成的微加速度計(jì)15（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？光纖陀螺特點(diǎn)： 精度高 響應(yīng)速度快 動(dòng)態(tài)范圍大主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)包括: 新型高穩(wěn)定光纖光源技術(shù) 全數(shù)字信號(hào)檢測技術(shù) 誤差機(jī)理及建模補(bǔ)償

5、方法 光纖陀螺可靠性設(shè)計(jì)方法法國公司研制的高精度光纖陀螺精度為美國公司正在研制戰(zhàn)略級(jí)光纖陀螺精度達(dá) 量級(jí) 高精度光纖陀螺16慣性導(dǎo)航誤差特性（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差確定性誤差隨機(jī)誤差慣性器件常值誤差安裝誤差標(biāo)度因數(shù)誤差隨機(jī)常值白噪聲與加速度有關(guān)誤差一階馬爾可夫過程位置誤差速度誤差姿態(tài)誤差隨時(shí)間積累17慣性導(dǎo)航特點(diǎn)（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？慣性導(dǎo)航技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)自主性強(qiáng)短時(shí)間精度高連續(xù)提供位置、速度、姿態(tài)誤差隨時(shí)間積累價(jià)格昂貴（精度越高，價(jià)格越貴）18慣性導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展歷史1852年傅科陀螺，驗(yàn)證了地球自轉(zhuǎn)1906年安休茲制成陀螺方向儀慣性導(dǎo)航的先導(dǎo)1923年 舒拉擺理論，陀螺儀的設(shè)計(jì)開始

6、完善1942年德國V2火箭，兩個(gè)陀螺和一個(gè)加速度計(jì)1954年 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在飛機(jī)上試飛成功1958年美國潛艇依靠液浮陀螺平臺(tái)慣導(dǎo)穿越北極,21天19美國實(shí)驗(yàn)室對(duì)當(dāng)前陀螺儀發(fā)展現(xiàn)狀分析 慣性導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)狀20 美國實(shí)驗(yàn)室對(duì)年陀螺儀發(fā)展趨勢的預(yù)測 慣性導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展趨勢21無線電導(dǎo)航技術(shù)基本原理（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？22無線電導(dǎo)航技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？無線電導(dǎo)航受區(qū)域限制年代開始發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航（將發(fā)射臺(tái)放到衛(wèi)星上） 美國 俄羅斯 北斗雙星 伽利略23衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)誤差特性（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？衛(wèi)星導(dǎo)航誤差時(shí)鐘誤差星歷誤差大氣層誤差電離層延時(shí)誤差多路徑效應(yīng)隨機(jī)性誤差24衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)特點(diǎn)

7、（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)精度高，誤差不積累全球，全天時(shí)，全天候接收機(jī)價(jià)格便宜成本昂貴，不為我國所有不能輸出姿態(tài)信息輸出不連續(xù)25天文導(dǎo)航古老而又年輕的導(dǎo)航技術(shù) 天文導(dǎo)航是一種利用光學(xué)敏感器測得的天體（月球、地球、太陽、其他行星和恒星）信息進(jìn)行載體位置計(jì)算的定位導(dǎo)航方法。（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？完全天文定位導(dǎo)航基于航天器軌道動(dòng)力學(xué)方程的定位導(dǎo)航26天文導(dǎo)航基本原理（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？艦船天文導(dǎo)航基本原理 即通過觀測不同天體或不同時(shí)刻觀測同一天體，以各天體投影點(diǎn)為圓心，各觀測天體高度為半徑畫天文位置圓，并求其交點(diǎn)來確定艦船的位置。獲得高精度的天體高度和確定天體投影點(diǎn)是艦船天

8、文導(dǎo)航的關(guān)鍵。27（）各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？天文導(dǎo)航技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)完全自主誤差不積累不僅可得位置信息、還可得到姿態(tài)信息定位精度不夠高（與敏感器精度有關(guān)）輸出信息不連續(xù)隨機(jī)性誤差 天文導(dǎo)航的特點(diǎn)28 天文導(dǎo)航的歷史從航海上發(fā)展而來，起源中國，明代鄭和的過洋千星圖是當(dāng)時(shí)最完整、最精確的天文航海原始記錄；年，哈德利發(fā)明了反射象限儀，并很快發(fā)展成了六分儀；六分儀天文鐘年 約翰哈里森 天文鐘；年 美國船長沙姆那發(fā)現(xiàn)等高線，可同時(shí)測經(jīng)緯度；年 法國人圣西勒爾發(fā)現(xiàn)高度差法則，為天文導(dǎo)航重要基礎(chǔ)；二十世紀(jì)中葉，年后，隨著載人航天技術(shù)的發(fā)展，天文導(dǎo)航技術(shù)得到了極大的發(fā)展，尤其阿波羅登月，前蘇聯(lián)空間站。 29天文導(dǎo)航

9、發(fā)展現(xiàn)狀日期系統(tǒng)名稱測量類型測量儀器最高定位精度()空間六分儀自主導(dǎo)航和姿態(tài)基準(zhǔn)系統(tǒng)()恒星方向，月球(地球)邊緣空間六分儀米多任務(wù)姿態(tài)確定和自主導(dǎo)航系統(tǒng)()恒星方向，地平方向星敏感器與地平儀米麥?zhǔn)献灾鲗?dǎo)航系統(tǒng)()對(duì)地距離(用光學(xué)敏感器測量)，對(duì)地、對(duì)日及對(duì)月的方向天體敏感器米30推算導(dǎo)航基本原理各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？計(jì)程儀或里程表羅盤或單軸陀螺司 南指南車記里鼓車31推算導(dǎo)航特點(diǎn)各種導(dǎo)航技術(shù)的特點(diǎn)？推算導(dǎo)航技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：自主結(jié)構(gòu)簡單，成本低誤差積累太大，限于要求不高的場合32組合導(dǎo)航簡介33 一、 組合導(dǎo)航技術(shù)組合導(dǎo)航簡介采用兩種或兩種以上的非相似導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)同一信息作量測量,從這些量測量中計(jì)算

10、出各導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差并校正之。采用組合導(dǎo)航技術(shù)的系統(tǒng)稱為組合導(dǎo)航系統(tǒng) 參與組合的各導(dǎo)航系統(tǒng)稱為子系統(tǒng)。34 二、 組合導(dǎo)航的基本方法回路反饋法 采用經(jīng)典的回路控制方法，抑制系統(tǒng)誤差，并使各系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)；最優(yōu)估計(jì)法 采用卡爾曼濾波，從概率統(tǒng)計(jì)最優(yōu)的角度估計(jì)出系統(tǒng)誤差并消除之。35組合導(dǎo)航系統(tǒng) 連續(xù)輸出位置、速度、姿態(tài) 誤差隨時(shí)間積累 精度高 誤差不積累 輸出不連續(xù) 優(yōu)勢互補(bǔ)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的最佳方案！ 位置、速度、姿態(tài) 36 三、 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能 組合導(dǎo)航 系統(tǒng)功能 協(xié)合超越 優(yōu)勢互補(bǔ) 余度功能 充分利用各子系統(tǒng)的導(dǎo)航信息，形成單個(gè)子系統(tǒng)不具備的功能和精度 綜合利用各子系統(tǒng)信息，取長補(bǔ)短，擴(kuò)

11、大使用范圍 各子系統(tǒng)感測同一信息源，使測量冗余，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性 37為了提高對(duì)動(dòng)態(tài)載體運(yùn)動(dòng)目標(biāo)（導(dǎo)彈、飛機(jī)、衛(wèi)星、坦克、車輛、艦船等）的跟蹤精度或?qū)?dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)精度，需要多傳感器的組合導(dǎo)航。單一傳感器提供的信息很難滿足目標(biāo)跟蹤或狀態(tài)估計(jì)的精度要求，采用多個(gè)傳感器進(jìn)行組合導(dǎo)航，并將多類信息按某種最優(yōu)融合準(zhǔn)則進(jìn)行最優(yōu)融合，可望提高目標(biāo)跟蹤或狀態(tài)估計(jì)的精度。多傳感器組合導(dǎo)航（多星座衛(wèi)星組合、衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航的組合等）成為導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。組合導(dǎo)航系統(tǒng)背景、及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，本身都存在著固有的缺陷或人為施加的干擾，于是，使用單一的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)存在著很大風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)受美國國家政策的影響，隨時(shí)

12、可能出現(xiàn)人為“故障”，使得非美國的盟國不能利用衛(wèi)星資源，或其衛(wèi)星信號(hào)中存在顯著的異常干擾。系統(tǒng)，雖然尚無明確的信號(hào)干擾政策，但它由俄羅斯空軍控制，特殊時(shí)期的應(yīng)用難以保證，而且衛(wèi)星的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)航精度也成問題。 多星座衛(wèi)星導(dǎo)航組合、組合導(dǎo)航系統(tǒng)（續(xù)） 需求由于多星座提高了衛(wèi)星星座的幾何結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了可用性（）；全部建成后，衛(wèi)星覆蓋率將極大增強(qiáng)（星空璀璨顆衛(wèi)星以上），提高導(dǎo)航定位的連續(xù)性（）；多衛(wèi)星信號(hào)組合可以很容易地探測和診斷某類衛(wèi)星信號(hào)的故障和隨機(jī)干擾，并及時(shí)予以排除或及時(shí)給用戶發(fā)送預(yù)警信息，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾能力，從而提高系統(tǒng)的完好性（）；多衛(wèi)星系統(tǒng)可提高相位模糊度搜索速度。、組合導(dǎo)航系統(tǒng)

13、（續(xù)） 衛(wèi)星組合導(dǎo)航的性能優(yōu)勢、組合導(dǎo)航系統(tǒng)（續(xù)） 衛(wèi)星組合導(dǎo)航的誤差補(bǔ)償優(yōu)勢系統(tǒng)誤差軌道系統(tǒng)誤差、衛(wèi)星鐘差、多路徑誤差；隨機(jī)誤差信號(hào)隨機(jī)誤差、軌道隨機(jī)誤差、鐘差隨機(jī)誤差;有色噪聲太陽光壓、隨時(shí)間變化的鐘差;異常誤差周跳、變軌誤差。利用多種導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)有利于誤差補(bǔ)償提高導(dǎo)航定位的精度和可靠性。 衛(wèi)星組合導(dǎo)航的缺點(diǎn)）存在信號(hào)遮擋。當(dāng)接收機(jī)天線被建筑、隧道等遮擋時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)中斷，無法定位。）抗干擾能力差。當(dāng)存在人為干擾時(shí)，接收機(jī)碼環(huán)環(huán)路很容易失鎖，導(dǎo)致接收機(jī)無法定位。）多類衛(wèi)星信號(hào)在同一載體上常形成互相干擾。）數(shù)據(jù)輸出頻率低。盡管目前一些新的接收機(jī)可以提供 的無插值定位輸出，但大多數(shù)接收機(jī)的定位輸

14、出頻率仍然為 。）、分別由各自研制國直接控制，使用權(quán)受制于人。、組合導(dǎo)航系統(tǒng)（續(xù)）盡管衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有較高精度和較低的成本，且具有長期穩(wěn)定性。多類導(dǎo)航衛(wèi)星組合仍然不能完全擺脫衛(wèi)星信號(hào)受遮擋而不能實(shí)施導(dǎo)航的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)載體通過遂道或行駛在高聳的樓群間的街道時(shí)，這種信號(hào)盲區(qū)一般不能通過多類衛(wèi)星組合加以克服。由于具有全天候、完全自主、不受外界干擾、可以提供全導(dǎo)航參數(shù)（位置、速度、姿態(tài)）等優(yōu)點(diǎn)，是目前最主要的導(dǎo)航系統(tǒng)之一。有一個(gè)致命的缺點(diǎn)：導(dǎo)航定位誤差隨時(shí)間積累。 衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航的組合 需求、組合導(dǎo)航系統(tǒng)（續(xù)）可發(fā)現(xiàn)并標(biāo)校慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差，提高導(dǎo)航精度。彌補(bǔ)衛(wèi)星導(dǎo)航的信號(hào)缺損問題，提高導(dǎo)航能力。提高衛(wèi)星導(dǎo)

15、航載波相位的模糊度搜索速度，提高信號(hào)周跳的檢測能力，提高組合導(dǎo)航的可靠性?？梢蕴岣咝l(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲能力，提高整體導(dǎo)航效率。增加觀測冗余度，提高異常誤差的監(jiān)測能力，提高系統(tǒng)的容錯(cuò)功能。提高導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾能力，提高完好性。、組合導(dǎo)航系統(tǒng)（續(xù)） 與組合導(dǎo)航的優(yōu)勢松組合又稱級(jí)聯(lián)濾波( )方式。觀測量和輸出的速度和位置信息的差值；系統(tǒng)方程線性化的誤差方程；通過擴(kuò)展濾波（ ）對(duì)的速度、位置、姿態(tài)以及傳感器誤差進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，并根據(jù)估計(jì)結(jié)果對(duì)進(jìn)行輸出或者反饋校正。、衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航組合方式 松散組合( ) 松組合基本概念接收機(jī)通常通過自己的濾波輸出其速度和位置，這種組合導(dǎo)致濾波器的串聯(lián)，使組

16、合導(dǎo)航觀測噪聲時(shí)間相關(guān)（有色噪聲），不滿足觀測噪聲為白噪聲的基本要求，嚴(yán)重時(shí)可能使濾波器不穩(wěn)定。幾乎無冗余信息，不利于異常診斷，不利于進(jìn)行隨機(jī)模型改化 。 松組合的主要缺點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可以大幅度提高系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，并使具有動(dòng)基座對(duì)準(zhǔn)能力。 松組合的主要優(yōu)點(diǎn)、衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航組合方式（續(xù)）觀測量根據(jù)接收機(jī)收到的星歷信息和輸出的位置和速度信息，計(jì)算相應(yīng)于位置的偽距和偽距率，接收機(jī)測量得到的偽距和偽距速率與計(jì)算值的差值。通過對(duì)的誤差和接收機(jī)的誤差進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，然后對(duì)進(jìn)行輸出或者反饋校正。由于不存在濾波器的級(jí)聯(lián)，并可對(duì)接收機(jī)的測距誤差進(jìn)行建模，因此這種偽距、偽距率組合方式比位置、速度組合

17、具有更高的組合精度。而且在可見星的個(gè)數(shù)少于顆時(shí)也可以使用。 緊組合（ ）、衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航組合方式（續(xù)）開發(fā)了精密定位定姿定向（）軟件，具備以下功能，動(dòng)態(tài)后處理精度達(dá)到了厘米級(jí)，動(dòng)態(tài)后處理精度達(dá)到了厘米級(jí)松組合，位置速度與數(shù)據(jù)組合緊組合，國內(nèi)僅有的精密定位緊組合算法軌跡、殘差顯示精密定位定姿定向（）軟件RTK數(shù)據(jù)處理界面PPP數(shù)據(jù)處理界面GNSS/INS松組合界面GNSS PPP/INS緊組合界面后處理軟件數(shù)據(jù)處理功能界面數(shù)據(jù)后處理結(jié)果機(jī)載測試數(shù)據(jù)，與 軟件后處理結(jié)果比較精密定位結(jié)果達(dá)到了厘米級(jí)數(shù)據(jù)后處理結(jié)果數(shù)據(jù)后處理結(jié)果上圖車載動(dòng)態(tài)測量 結(jié)果，下圖為緊組合結(jié)果，緊組合提高了精密定位的精度，

18、尤其是高程方向。多系統(tǒng)緊組合（偽距多普勒）定位結(jié)果（與結(jié)果差異）數(shù)據(jù)后處理結(jié)果在高鐵不平順性監(jiān)測中的應(yīng)用軟件分析的高鐵軌道檢測結(jié)果，與現(xiàn)行方法德國 測量結(jié)果對(duì)比，精度在以內(nèi)，一致性非常好。在高鐵不平順性監(jiān)測中的應(yīng)用深組合是使用慣性導(dǎo)航信息對(duì)接收機(jī)進(jìn)行輔助導(dǎo)航的組合方式。主要思想：既使用濾波技術(shù)對(duì)的誤差進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，同時(shí)使用校正后的速度信息對(duì)接收機(jī)的載波環(huán)、碼環(huán)進(jìn)行輔助跟蹤，從而減小環(huán)路的等效帶寬，增加接收機(jī)在高動(dòng)態(tài)或強(qiáng)干擾環(huán)境下的跟蹤能力。嵌入式組合將和進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，通過共用電源、時(shí)鐘等進(jìn)一步減小體積、降低成本和減小非同步誤差的影響。 深組合（ ）、衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航組合方式（續(xù)）組合導(dǎo)航種

19、類慣導(dǎo)輔助衛(wèi)導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)輔助慣導(dǎo)組合動(dòng)態(tài)響應(yīng)滯后易受環(huán)境影響提供時(shí)間信息長期精度高全自主工作動(dòng)態(tài)特性好無時(shí)間信息誤差易發(fā)散57根據(jù)信息融合深度不同，GNSS和INS組合方式分為：松組合、緊組合和深組合。組合導(dǎo)航種類58松組合緊組合深組合信息融合深度導(dǎo)航結(jié)果觀測量信號(hào)接收機(jī)調(diào)整不需要導(dǎo)航解算基帶控制實(shí)現(xiàn)難度容易較難復(fù)雜動(dòng)態(tài)性能一般較好優(yōu)越完好性抗干擾能力差少于顆衛(wèi)星可持續(xù)更新好，接收機(jī)觀測質(zhì)量改善系統(tǒng)成本一般需要戰(zhàn)術(shù)級(jí)以上器件一般需要戰(zhàn)術(shù)級(jí)以上器件較低，可采用 現(xiàn)狀低端商用？商用軍用研究軍用組合導(dǎo)航種類59深組合類型根據(jù)接收機(jī)的跟蹤環(huán)結(jié)構(gòu)，GNSS/INS深組合可分為：標(biāo)量深組合結(jié)構(gòu)、矢量深組合結(jié)構(gòu)。

20、60目前商用和民用GNSS接收機(jī)產(chǎn)品普遍采用傳統(tǒng)的標(biāo)量跟蹤結(jié)構(gòu)，所以標(biāo)量深組合結(jié)構(gòu)的研究和實(shí)現(xiàn)更具可操作性。深組合類型61測試內(nèi)容及條件62零偏類誤差模型驗(yàn)證以IMU零偏類誤差、輔助延遲為例仿真場景定量分析：載噪比50dB-Hz，OCXO，20ms相干積分，環(huán)路帶寬10Hz、2Hz。對(duì)比普通二階環(huán)、低精度慣導(dǎo)輔助PLL、中等精度慣導(dǎo)輔助PLL。采用統(tǒng)計(jì)平均方法分析：跟蹤誤差結(jié)果以秒為單位拆分為若干個(gè)樣本，每個(gè)樣本有50個(gè)數(shù)據(jù)，將所有樣本對(duì)應(yīng)時(shí)刻的數(shù)據(jù)取RMS測試結(jié)果與誤差模型分析結(jié)果對(duì)比均表明，實(shí)際仿真測試結(jié)果得到的IMU零偏類誤差對(duì)環(huán)路誤差的影響規(guī)律與誤差模型分析結(jié)果相吻合63環(huán)路參數(shù)（分析結(jié)果）（實(shí)測結(jié)果）（分析結(jié)果）(實(shí)測結(jié)果)，零偏類誤差模型驗(yàn)證測試結(jié)果相對(duì)偏小的原因：誤差建模時(shí)傳感器誤差1:1的映射到輔助信息；實(shí)際測試時(shí)傳感器誤差根據(jù)衛(wèi)星仰角按一定比例投影到多普勒輔助信息上誤差建模時(shí)，初始速度誤差參數(shù)采用了的是整秒修正后的速度誤差；接收機(jī)工作時(shí)，實(shí)際影響環(huán)路誤差的是整秒時(shí)刻速度修正量。兩者的大小關(guān)系與測試結(jié)果相吻合仿真測試選用的慣導(dǎo)參數(shù)與理論分析時(shí)也不盡不同64多普勒延遲模型驗(yàn)證較低動(dòng)態(tài)（0.5g）較高動(dòng)態(tài)（2.5g）結(jié)果與模型相符。中等精度慣導(dǎo)輔助的跟蹤環(huán)中，輔助信息延遲可能比IMU零偏類誤差、標(biāo)度因子類誤差對(duì)環(huán)路誤差影響更大。多普勒輔助延遲是前饋支路中不可忽略的誤差