GNSS受限条件下的UWB增强组合导航方法

姜 维，曹琢健，陆德彪，蔡伯根，上官伟，王 剑

(1．北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044；2．北京市轨道交通电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心，北京 100044)

目前，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)仍然作为解决用户定位导航的主要手段之一被广泛使用。它能够全天候、全时段地为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。同时由于GNSS与惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)测量值的互补特性[1]，使得GNSS与INS的组合导航研究与应用最为广泛[2]。GNSS可提供长时间的高精度位置、速度信息，INS可提供短时间内准确的姿态测量信息，显然，二者的组合导航系统性能远远高于单一系统。

针对GNSS/INS组合导航，很多学者展开了大量的研究工作。文献[3]提出了一种新的自适应过程噪声调整算法应用于GNSS/INS组合导航中，实验验证，这种自适应调整机制提高了总体组合性能。文献[4]提出一种将神经网络与低成本GPS/INS系统集成的新方法，实验结果表明，在GPS失效时，神经网络辅助INS的位置解在系统运行270 s后的北向误差为220 m，东向误差为40 m，垂直方向误差为29 m。文献[5]利用低成本MEMS传感器和GPS组合，并将研制出的自主导航系统在汽车和遥控飞机上测试，测试结果表明，面对模拟的GPS失效环境，能够分别在7、6 s之内维持可接受的导航精度。综上所述，虽然GNSS和INS组合导航系统的性能远优于单一导航系统，但在城市环境等多径效应严重、信号遮挡严重的区域，二者组合导航系统也难以保持较高精度的定位性能，定位结果无法使用。……