基于SINS/BDS/弹道的组合导航

殷佳伟，朱建良，薄煜明

(南京理工大学 自动化学院，南京 210094)

导弹是一种攻击距离远、杀伤力强、杀伤范围广的武器，具有重大战略意义，对导航系统的稳定性和精确性均提出了较高的要求[1]。如今运用较为广泛、技术较为成熟的组合导航模式为惯导/卫星组合导航，具有较好的导航定位效果。

惯导/卫星组合导航系统通过卡尔曼滤波器进行数据融合，而滤波器能正确输出的前提是收到卫星数据和惯导数据[2]。

捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System, SINS )所需成本较低，同时可以独立工作并且能得到较为详细的导航信息。然而通过惯导解算得到的定位数据存在累积误差，会随时间发散，不利于长期工作状态[3]。

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)恰好弥补了惯导系统的缺点，不仅误差不会随时间发散，而且数据的精度也相对较高。目前我国的北斗导航卫星系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)已经实现全球组网，能提供一定精度的定位数据。不过在导弹发射这种高动态环境下，卫星信号极易受到干扰或者可能长时间处于失锁状态，此时组合导航系统就无法正常工作了。因此需要对卫星信号缺失情况下的组合导航系统进行研究，使得系统在卫星信号缺失时仍能得到相对精确的定位数据。

在基于SINS/BDS的组合导航系统中，当BDS信号缺失，系统就退化为纯惯导系统，导航误差逐渐发散[4]。目前解决方法主要有利用曲线拟合来估计惯导的误差曲线、利用神经网络预测误差等。Li等[5]采用基于支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的回归曲线拟合方法将惯导的误差曲线进行了拟合，从而对惯导的输出误差进行修正。……