GNSS/SINS组合导航系统在卫星遮挡场景下的定位性能分析

李彩玲,高雅萍,李春花,江 玲

(1.成都理工大学 地球科学学院,四川 成都 610059；2.中国科学院 重庆绿色智能技术研究院,重庆 400045；3.重庆大学 土木工程学院,重庆 400045)

0 引言

近年来，随着自动驾驶技术的快速发展，车载组合导航系统的应用更为广泛[1]。全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)/捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)组合导航是目前车载常用的定位方式。GNSS能够提供高精度的绝对位置信息，但其易受环境影响，且动态性能滞后,更新率低[2]。SINS具有短时精度高、动态性能好、更新率高、不受环境影响等优点[3]，但随时间增长，其误差不断累积，长时间难以独立工作[4]。根据二者的优缺点，GNSS和SINS具有良好的互补性，GNSS/SINS组合导航系统非常适合应用于车载定位。

然而在复杂城市环境中，城市峡谷、林荫小道、隧道等应用场景对卫星信号具有一定影响，使得GNSS/SINS组合导航系统无法正常工作。文献[5]探讨了在复杂城市环境下GNSS/INS组合导航可观测度分析；文献[6-8]分别对丢失短时和长时卫星信号的组合导航系统定位性能展开分析；文献[9]对不同载体在丢失相同卫星信号的定位性能和可观测度进行探讨。上述文献主要针对不同载体和可观性等方面对组合导航系统定位性能展开分析，未考虑不同机动状态对载体定位性能的影响。本文在不同机动状态下，对低成本GNSS/SINS组合导航系统在丢失短时和长时信号后的定位性能展开详细分析，并对满足车载定位精度允许丢失信号时长的阈值进行探讨。

1 GNSS/SINS组合导航系统模型

GNSS/SINS组合导航融合算法众多，本文选取基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的GNSS/SINS松组合导航。……