司南导航北斗高精度+惯导在机场港口的调度监控应用（上篇）

导航一、惯性导航系统介绍

是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。它以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，经积分运算得到运动载体的加速度、位置、姿态和航向等导航参数。

1. 系统组成

●加速度计

●稳定平台

●导航计算机

●控制显示器

2. 工作原理

导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度对时间进行积分，且把它变换到导航坐标中，如此得到导航坐标中的速度、偏航角和位置等信息。

3. 惯导的优点

(1)隐蔽性好，不受外界的电磁干扰

(2)全天候、全时间工作于空中地球表面乃至水下

(3)能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好且噪声低

(4)数据更新率高、短期精度和稳定性好

4. 惯导的缺点

(1)由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差

(2)每次使用之前需要较长的初始对准时间

(3)设备价格较为昂贵

(4)不能给出时间信息

二、组合导航定义

组合导航是指用GNSS、无线电导航、天文导航、卫星导航等系统中的一个或几个与惯导组合在一起形成的综合导航系统。大多数组合导航系统以惯导系统为主，其主要原因是由于惯性导航能够提供比较多的导航参数。并且能够提供全姿态信息参数，这是其他导航系统所不能比拟的。

三、组合导航系统分类及特点

1. 组合导航系统分类

根据辅助导航信息源的不同，组合导航系统主要可分为：

●惯性-卫星组合导航

●惯性-地形组合导航

●惯性-地磁组合导航

●惯性-星光(天文)组合导航

●惯性-视觉组合导航

其中GNSS/INS组合导航是目前应用最为广泛的组合导航系统。根据不同的应用要求，GNSS和惯性导航可以有不同水平的组合，具体可分为：

1.1 松组合

a)GPS重调惯性导航系统

b)位置、速度组合

1.2 紧组合

伪距、伪距率组合

1.3 深组合(超紧组合)

GNSS/INS组合导航系统是综合了INS自主性和GNSS高精度优点的现代导航系统,具有导航精度高、可靠性好、小型化等特点,是现代导航系统的发展方向之一。

2. 组合导航系统的特点

●组合导航内各子系统之间能取长补短，使系统总精度得以提高

●一旦某系统出现故障，可由子系统继续工作，或以工作组合模式的转换来保证系统的正常工作，提高了系统的稳定性和可靠性

●各子系统有计算机联接，以最右估计理论(卡尔曼滤波技术)为理论基础，实现定位的自动化和能连续实时的提供所需的导航定位参数。