陀螺罗经和计程仪辅助的GNSS/SINS松组合导航系统*

顾明星 刘 卫 胡 媛 谢宗轩 赵建森 王胜正

1.上海海事大学商船学院，上海 201306 2.上海海洋大学工程学院，上海 201306

0 引言

无人驾驶技术的发展对航行器导航系统的准确性和可靠性提出了更高要求[1-2]。由全球导航卫星系统(GNSS)和捷联式惯性导航系统(SINS)构成的GNSS/SINS组合导航系统[3]会因卫星信号的受干扰或丢失而失效。陀螺罗经和计程仪辅助的组合导航系统是一种新的导航系统，该系统是在GNSS/SINS松组合的基础上引入航行器的航向和航速信息，能抑制SINS单独工作时误差迅速扩大的影响。

GNSS/SINS组合导航系统能够优势互补，SINS能辅助GNSS捕获和跟踪卫星信号，增强GNSS的抗干扰性；GNSS能抑制SINS的误差积累，提高导航精度[3]。GNSS和SINS的组合方式分为松组合、紧组合和超紧组合[4]。其中，GNSS/SINS松组合是GNSS和SINS相互独立地进行定位、定速算法，然后两者的定位结果通过一个前反馈式卡尔曼滤波器(Kalman Filter，KF)整合到一起，最终SINS输出经滤波器修正的导航结果[5]。

目前主要有2种方法提高GNSS失效情况下SINS单独导航时的导航精度:1)预先对惯性器件的误差进行建模，然后在导航解算过程中对惯性误差进行补偿[6]；2)利用与载体相关的运动信息，辅助SINS修正其误差[4,7-9]。文献[4]直接利用飞行器的速度变化特性约束飞机的SINS/GNSS组合导航误差，对于其他航行器的导航应用具有局限性。文献[7]提出一种融入惯性器件随机噪声修正和载体运动特征约束的车载式MEMS-SINS/GNSS松组合导航系统，该系统利用加速度计提供的速度信息辅助修正SINS误差，使其在GNSS失效情况下的导航精度优于传统导航系统。……