较为复杂的捷联惯导导航

资 源 简 介

较为复杂的捷联惯导导航

详 情 说 明

捷联惯导系统（Strapdown Inertial Navigation System, SINS）是一种基于惯性测量单元（IMU）的自主导航技术，相比平台式惯导，其结构更简单但算法复杂度更高。在复杂场景下，系统需要融合姿态、位置和速率信息来实现高精度导航，核心在于多源数据的实时处理与误差补偿。

姿态解算是捷联惯导的起点，通常通过陀螺仪测量角速度，结合四元数或方向余弦矩阵更新载体姿态。由于陀螺仪存在漂移，需采用互补滤波或卡尔曼滤波融合加速度计和磁力计数据，以修正长期误差。

位置与速率更新依赖于加速度计输出的比力信息。通过姿态矩阵将比力转换到导航坐标系后，经重力补偿和科氏力修正，可积分得到速度和位置。但积分过程会累积误差，尤其是低精度传感器，因此常引入零速修正（ZUPT）或GNSS辅助。

传感器融合是提升精度的关键。多源信息（如GNSS、里程计）通过扩展卡尔曼滤波（EKF）或因子图优化与惯导数据融合，抑制漂移。高阶误差模型（如考虑温度、标度因数）的引入能进一步优化复杂动态环境下的导航性能。

实际应用中，算法需平衡实时性与精度。例如，针对高动态载体（如无人机），需采用快速更新的姿态算法；而对于长时间任务（如船舶导航），则需重点解决误差累积问题。