基于RTK的GNSS/INS实时组合导航系统设计

钟振 王祥

摘  要：GNSS/INS组合导航系统是将卫星导航系统和惯性导航系统有机结合，利用卫星导航长期稳定性好和惯性导航短时间精度高的特点进行互补的高精度组合导航系统。对GNSS/INS组合导航系统进行研究，RTK实时差分定位因其使用方便而在应用上有巨大优势，基于RTK的GNSS/INS组合导航原理设计一套低成本、高精度的实时组合导航系统。并将该导航系统与机载高光谱集成应用，通过试验验证该系统能够实时提供高精度的位置和姿态信息，能够满足机载等移动测量系统应用需求。

关键词：GNSS;INS;RTK;导航

中图分类号：TP311;TP391.4   文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）12-0072-04

Abstract： The GNSS/INS integrated navigation system is a high-precision integrated navigation system that organically combines the satellite navigation system and the inertial navigation system， and takes advantage of the good long-term stability of satellite navigation and the high short-term precision of inertial navigation. The GNSS/INS integrated navigation system is studied. RTK real-time differential positioning has great advantages in application due to its convenient use. Based on the GNSS/INS integrated navigation principle of RTK， a set of low-cost and high-precision real-time integrated navigation system is designed. The integrated application of the navigation system and airborne hyperspectral， experimental results show that the system can provide high-precision position and attitude information in real time， and can meet the application requirements of airborne and other mobile measurement systems.

Keywords： GNSS; INS; RTK; navigation

0  引  言

導航技术经过多年的发展出现了多种的导航系统，例如全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System， GNSS）、惯性导航系统（Inertial Navigation System， INS）、地磁导航、天体导航、激光雷达导航、视觉导航等[1-3]。虽然导航系统众多，但是由于单个导航系统都存在不可避免的短板，导致单个导航系统在稳定性和精度上存在瓶颈，而组合导航系统通过组合两种或者两种以上的导航系统，可以突破单个系统的瓶颈，大大提高了稳定性和精度[4-6]。在众多组合导航中，GNSS/INS组合导航因其导航效果好、适用范围广而被认为是最佳的组合导航系统。早期组合导航系统应用都是采用国外进口产品，例如有加拿大Novatel公司的span系列、美国Trimble公司的APX系列、法国SBG公司的Ellipse系列。近几年来随着无人机、机器人、无人驾驶等行业的快速发展，GNSS/INS组合导航的使用越来越广泛，各行业对组合导航产品的需求越来越大，对成本也越来越敏感。……