GPS和INS联合导航

资 源 简 介

GPS和INS联合导航

详 情 说 明

GPS和INS联合导航是一种常见的导航系统组合方式，结合了全球定位系统（GPS）的高精度定位能力和惯性导航系统（INS）的自主性与高频特性。在紧密组合（Tightly Coupled Integration）中，GPS的原始测量数据（如伪距、多普勒频移）与INS的输出直接融合，而非仅仅依赖GPS的定位解算结果。

该MATLAB程序实现了紧密组合导航算法，通常包括以下几个核心部分：

惯性导航解算：利用加速度计和陀螺仪数据，通过积分计算位置、速度和姿态。由于惯性导航存在累积误差，需要外部辅助修正。

GPS数据处理：接收卫星信号并提取伪距、载波相位等信息，进行误差校正（如电离层延迟、钟差修正）。

卡尔曼滤波融合：采用扩展卡尔曼滤波（EKF）或无迹卡尔曼滤波（UKF）估计导航误差，包括位置误差、速度误差和姿态误差。紧密组合模式下，GPS的伪距和伪距率直接作为观测量，与INS预测值比对，优化系统状态估计。

反馈校正：将滤波输出的误差补偿至INS，形成闭环修正，提高长时间导航精度。

经验证，该仿真程序有效模拟了GPS/INS的组合性能，尤其在GPS信号短暂丢失时，INS仍能维持导航连续性，而GPS信息可抑制INS的发散。该方法适用于无人机、自动驾驶等对导航可靠性要求较高的场景。