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SINS(捷联惯性导航系统)和GPS(全球定位系统)组合导航是一种常见的导航方式,通过融合两者的优势来提升整体导航精度。SINS具有自主性和高频输出特性,但误差会随时间累积;而GPS虽然精度较高,但易受外界环境影响且更新频率较低。两者的组合可以有效互补,提供更稳定的导航结果。
在程序实现上,通常采用卡尔曼滤波或扩展卡尔曼滤波(EKF)进行数据融合。算法主要分为预测和更新两个步骤:SINS提供短时间内的状态预测,GPS数据则用于校正累积误差。程序需要处理SINS的陀螺仪和加速度计原始数据,以及GPS的位置和速度信息。
数据需求方面,主要包括SINS的IMU(惯性测量单元)输出(角速度和比力数据)以及GPS的定位数据。为了方便测试,通常还需要包含时间同步信息,确保两者数据在时间上对齐。
运行后的分析图一般包括轨迹对比图(SINS单独解算、GPS单独解算及组合结果)、误差统计图(位置误差、速度误差随时间变化)以及滤波状态量收敛情况。通过这些图表可以直观评估组合导航的性能,例如在GPS信号丢失时,系统能否依靠SINS维持短时精度,以及重新捕获GPS信号后的收敛速度。
这类实现通常可直接用于无人机、车辆导航等场景,但实际部署时还需根据具体硬件参数调整噪声模型和滤波参数。