微慣性/衛(wèi)星組合導航系統(tǒng)算法研究

石 拓，陳家斌，田曉春，宋春雷,楊黎明，尹靜源

(1.中電54所，石家莊 050081；2.北京理工大學自動化學院，北京 100081;.華北光學儀器有限公司，北京 100053；4.北京機電工程總體設計部，北京 100039)

微慣性/衛(wèi)星組合導航系統(tǒng)算法研究

石 拓1,2，陳家斌2，田曉春2，宋春雷2,楊黎明3，尹靜源4

(1.中電54所，石家莊 050081；2.北京理工大學自動化學院，北京 100081;.華北光學儀器有限公司，北京 100053；4.北京機電工程總體設計部，北京 100039)

微慣導系統(tǒng)(MINS)與衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)的結合不僅可以充分利用微慣導系統(tǒng)良好的短期性能和GNSS的長期穩(wěn)定性，彌補MINS系統(tǒng)誤差隨時間積累和GNSS采樣頻率低、動態(tài)性能差的缺陷，而且使得組合導航系統(tǒng)的精度和動態(tài)能力同步提高，保證了系統(tǒng)在衛(wèi)星信號受遮擋或失效的環(huán)境下仍能夠以較高的精度自主運行一段時間，正常工作。采用星網宇達的產品采集真實數據進行了離線仿真，比較了多種濾波算法，實驗證明，采用UKF取得的效果最好，EKF次之，KF最差。

微慣導；組合導航；Kalman濾波

0 引言

隨著微機電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技術的日漸成熟，以及微型飛行器、微型機器人等微小型設備的廣泛應用，低成本、小型化、低功耗的微慣性器件發(fā)展迅速[1-2]。微機電慣性導航系統(tǒng)(MEMS Inertial Navigation System,MINS)是指基于MEMS技術的慣性測量單元，是一種集成化的微型捷聯(lián)慣導系統(tǒng)，與之前常用的慣性器件不同，MINS在保證測量精度不明顯下降的前提下，體積和質量更小、成本更低。正是由于MINS系統(tǒng)的這些優(yōu)點，使得MINS/全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)組合導航成為近年來研究的熱點。

1 組合導航系統(tǒng)數學模型

對于MINS/GNSS組合導航系統(tǒng)，建立準確的濾波數學模型是采用濾波技術進行組合的基礎。……