第6章组合导航系统VIP专享

1 第6 章 组 合 导 航 系 统 6.1 引言 从惯性导航的工作原理和误差分析可以看出，惯导系统的自主性很强，它可以连续地提供包括姿态基准在内的全部导航参数，并且具有非常好的短期精度和稳定性。在航空、航天、航海和许多民用领域都得到了广泛的应用，成为目前各种航行体上应用的一种主要导航设备。其主要缺点是导航定位误差随时间增长，导航误差积累的速度主要由初始对准的精度、导航系统使用的惯性传感器的误差以及主运载体运动轨迹的动态特性决定。因而长时间独立工作后误差会增加[1]。解决这一问题的途径有两个，一是提高惯导系统本身的精度。主要依靠采用新材料、新工艺、新技术，提高惯性器件的精度，或研制新型高精度的惯性器件。实践已经证明，这需要花费很大的人力和财力，且惯性器件精度的提高是有限的。另一个途径是采用组合导航技术。主要是使用惯性系统外部的某些附加导航信息源，用以改善惯性系统的精度，通过软件技术来提高导航精度。 在实际应用中有多种不同原理的其它导航系统，它们具有不同的特点：如多普勒导航系统，系统的误差和工作时间长短无关，但保密性不好；天文导航系统，位置精度高，但受观测星体可见度的影响；卫星导航的精度高，容易做到全球、全天候导航，但它需要一套复杂的定位设备，当载体做机动飞行时，导航性能下降，尤其重要的是，卫星导航在战时将受到导航星发射国家的制约。于是，人们设想把具有不同特点的导航系统组合在一起，取长补短，用以提高导航系统的精度。实践证明，这是一种很有效的方法。现在可以利用的各种现代辅助导航手段结合估算处理技术和高速计算机的进展，使组合导航系统在近年来获得了广泛的应用。组合导航技术是目前导航技术发展的重要方向。 6.2 组合导航系统的基本原理和方法 6 .2 .1 组 合 导 航 系 统 基 本 原理 在辅助的惯性导航系统中，一个或多个惯性导航系统的输出信号与独立测量的由外部源导出的相同的量进行比较。然后根据这些测量值的差异导出对惯性导航系统的修正。适当组合这些信息，就有可能获得比独立使用惯性系统更高的导航精度[2]。 这种类型的组合系统通常借助于两个独立的、具有互补特性的信息源[3]。例如，无线电信标可按离散的时间间隔提供精确的位置坐标，因此限制了惯性导航系统的长期漂移。同时，惯性系统在坐标之间可提供连续的低噪声导航数据，它们在短时间内是精确的，并且不受外部干扰的影响。 概括地说，各种可用的辅助导航...