组合导航中INS与GPS松组合的程序 Kalman滤波器

资 源 简 介

组合导航中INS与GPS松组合的程序 Kalman滤波器

详 情 说 明

在组合导航系统中，惯性导航系统（INS）和全球定位系统（GPS）的结合能够提升整体的导航精度。其中，松组合（Loosely Coupled Integration）是一种常见的组合方式，主要通过Kalman滤波器来实现两者的数据融合。

INS是一种自主式导航系统，能够提供连续的位置、速度和姿态信息，但误差会随时间累积。GPS则通过卫星信号提供绝对定位信息，虽然精度较高，但容易受到外部环境干扰。松组合的核心思想是将GPS的输出作为观测值，与INS的预测值进行比较，利用Kalman滤波器估计并修正INS的误差。

Kalman滤波器在松组合中的作用包括： 状态预测：INS的导航方程用于预测下一时刻的状态（如位置、速度、姿态）。 观测更新：GPS提供的测量数据（如位置、速度）与INS预测值进行比较，计算残差。 误差估计：通过Kalman滤波器的增益矩阵，调整系统状态估计，修正INS的累积误差。

相较于紧组合（Tightly Coupled），松组合的实现较为简单，仅需处理GPS和INS的输出数据，而无需深入卫星信号层面的信息融合。但松组合的局限性在于，当GPS信号丢失时，系统会退化为纯INS导航，误差逐渐增大。因此，实际应用中还需结合其他辅助手段（如里程计或视觉导航）来提升鲁棒性。