基于动态零速修正的SINS/ODO组合导航算法研究*

王 琛 陈安升 陈 帅 韩 林 谭聚豪

1.南京理工大学，南京210094 2.北京自动化控制设备研究所，北京100074

目前，SINS/GNSS组合导航系统应用广泛，但其长时间精度取决于卫星导航。GNSS正常工作时，采用SINS/GNSS组合导航，对SINS误差进行校正，可以实现准确导航，但是卫星易受遮挡和干扰导致卫星导航失效，使得系统工作在纯SINS模式，SINS误差得不到校正，持续累积发散[1]。MEMS惯性器件更是如此。由于其体积小，功耗低等优势被广泛应用到各个领域，但其精度较差也大大制约了导航定位的精度[2]。因此卫星失效时需要额外的导航传感器辅助，来抑制惯性导航误差，提高系统的可靠性。里程计结构简单，成本低，可测量车辆行驶速度，且测量误差不随时间积累，自主性和抗干扰能力强，同SINS具有互补性，两者组合无需停车即可在较长时间内修正SINS系统误差，提高导航系统的精度[3]。

本文提出动态零速修正辅助SINS/ODO进行组合导航的方法，来提高系统的导航定位精度。并将里程计刻度系数误差和IMU安装误差角考虑在内，给出了SINS/ODO松组合的数学模型。跑车试验结果表明在GNSS信号短时拒止时，该算法能够有效抑制SINS的误差发散，导航精度得到明显提升。

1 动态零速修正

定义车体坐标系(v系)如图1所示，坐标系中原点是车体重心位置，Y指向车头方向，X轴指向车体右侧，Z轴指向车顶方向，X轴、Y轴和Z轴构成右手坐标系。

图1 车体坐标系

车辆在道路上正常行驶时，理想情况下不发生侧滑和跳跃，在v系中，车体横向(X轴)和垂向(Z轴)上的速度近似为0[4-5]，即：