組合導(dǎo)航復(fù)習(xí)(完整版)

1、一.名詞解釋.1.導(dǎo)航,導(dǎo)航系統(tǒng)及常用導(dǎo)航方法.(書(shū)P1)導(dǎo)航:將航行體從起始點(diǎn)導(dǎo)引到目的地的技術(shù)方法.導(dǎo)航系統(tǒng):能夠向航行體的操縱者或控制系統(tǒng)提供航行體位置,速度,航向等即時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的系統(tǒng).常用導(dǎo)航方法:航標(biāo)方法.航位推算法.天文導(dǎo)航.慣性導(dǎo)航.無(wú)線電導(dǎo)航.衛(wèi)星定位導(dǎo)航.2.航位推算導(dǎo)航.(書(shū)P1)航位推算導(dǎo)航:從一個(gè)已知坐標(biāo)位置開(kāi)始,根據(jù)航行體在該點(diǎn)的航向,航速和航行時(shí)間,推算下一時(shí)刻的坐標(biāo)位置的導(dǎo)航過(guò)程和方法.優(yōu)點(diǎn):航位推算導(dǎo)航技術(shù)不受天氣,地理?xiàng)l件的限制,是一種自主式導(dǎo)航方法.缺點(diǎn):隨著時(shí)間的推移,其位置累積誤差會(huì)越來(lái)越大.3.衡量導(dǎo)航性能的參數(shù)有哪些?答:精度,覆蓋范圍,系統(tǒng)容量,導(dǎo)

2、航信息更新率,導(dǎo)航信息維數(shù);可用性,可靠性,完善性,多值性.4.偽距.(書(shū)P13)用戶接收機(jī)一般不可能有十分精確的時(shí)鐘,他們也不與衛(wèi)星鐘同步,因此用戶接收機(jī)測(cè)量得出的衛(wèi)星信號(hào)在空間的傳播時(shí)間是不準(zhǔn)確的,計(jì)算得到的距離也不是用戶接收機(jī)和衛(wèi)星之間的真實(shí)距離.這種距離叫做偽距.5.定軸性與進(jìn)動(dòng)性.(書(shū)P36)定軸性:陀螺儀的轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn),即具有動(dòng)量矩H時(shí),如果不受外力矩作用,自轉(zhuǎn)軸將有相對(duì)慣性空間保持方向不變的特性.進(jìn)動(dòng)性:如果在陀螺儀上施加外力矩M,會(huì)引起陀螺儀動(dòng)量矩H相對(duì)慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的特性.6.比力.(書(shū)P53)設(shè)質(zhì)點(diǎn)在系(慣性系)中的位矢為,質(zhì)點(diǎn)在外力作用下在慣性空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用牛頓

3、第二定律導(dǎo)出,即.在上述等式當(dāng)中,為非引力外力,是指作用在載體上的發(fā)動(dòng)機(jī)推力,空氣阻力,升力,地面反作用力等等.為引力外力.由此得.比力定義為,為載體的非引力慣性加速度矢量,也稱(chēng)視加速度矢量.為中心引力加速度矢量.7.慣導(dǎo)系統(tǒng)(書(shū)P31)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation System,INS)是利用慣性敏感器(陀螺儀和加速度計(jì))測(cè)量得到的載體運(yùn)動(dòng)的角速率和加速度,依據(jù)慣性定律計(jì)算載體位置,速度,姿態(tài)等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的裝置或系統(tǒng).8.數(shù)學(xué)平臺(tái).(書(shū)P21)數(shù)學(xué)平臺(tái)的主要任務(wù)是用捷聯(lián)陀螺儀測(cè)量的載體角速度計(jì)算出載體坐標(biāo)系b到導(dǎo)航坐標(biāo)系n的姿態(tài)變換矩陣;從姿態(tài)矩陣的元素中提取載體的姿態(tài)

4、和航向角信息;用姿態(tài)矩陣把捷聯(lián)系統(tǒng)加速度計(jì)的輸出從載體坐標(biāo)系變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系().姿態(tài)矩陣計(jì)算,姿態(tài)航向角計(jì)算,比力變換等效于平臺(tái)慣導(dǎo)的實(shí)體平臺(tái)功能,但是靠數(shù)學(xué)變換和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn).通常把這三項(xiàng)計(jì)算稱(chēng)作”數(shù)學(xué)平臺(tái)”.9.對(duì)準(zhǔn).(書(shū)P72)在慣導(dǎo)系統(tǒng)加電啟動(dòng)后,平臺(tái)的三軸指向是任意的,沒(méi)有確定的方位.因此,在系統(tǒng)進(jìn)入導(dǎo)航工作狀態(tài)之前,必須將平臺(tái)的指向準(zhǔn)確估計(jì)出來(lái).這一確定平臺(tái)坐標(biāo)系相對(duì)于參考系的方位的過(guò)程稱(chēng)為慣導(dǎo)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn).10.傳遞對(duì)準(zhǔn).(書(shū)P81)傳遞對(duì)準(zhǔn)是主慣導(dǎo)向子慣導(dǎo)實(shí)時(shí)傳輸子慣導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)所需要的導(dǎo)航參數(shù)和數(shù)據(jù),子慣導(dǎo)通過(guò)動(dòng)態(tài)匹配它與主慣導(dǎo)的數(shù)據(jù),估計(jì)它所建立的坐標(biāo)系與主慣導(dǎo)所建立坐標(biāo)系之間的差

5、別,并進(jìn)行修正,以建立與主慣導(dǎo)相一致的導(dǎo)航坐標(biāo)系的過(guò)程.(這段話比較拗口,要耐心地看.)11.標(biāo)定與補(bǔ)償.(書(shū)P94,P96)標(biāo)定:通過(guò)比較陀螺儀,加速度計(jì)的輸出值與已知的輸入運(yùn)動(dòng)或基準(zhǔn)信息,確定誤差模型或測(cè)量模型的誤差系數(shù),使輸出在其取值范圍內(nèi)符合使用要求的過(guò)程.誤差補(bǔ)償:通過(guò)測(cè)量確定適當(dāng)?shù)恼`差系數(shù),并利用這誤差系數(shù)通過(guò)誤差模型對(duì)測(cè)量值加以修正,以除去慣性敏感器或系統(tǒng)中可預(yù)測(cè)的誤差項(xiàng).12.組合導(dǎo)航(書(shū)P26)組合導(dǎo)航技術(shù)是指使用兩種或兩種以上的不同導(dǎo)航系統(tǒng)(或設(shè)備)對(duì)同一信息源作測(cè)量,利用不同導(dǎo)航設(shè)備性能上的互補(bǔ)特性,從這些測(cè)量值的比較值中提取各系統(tǒng)的誤差并校正之,以提高整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)性能的

6、方法和手段.13.最優(yōu)組合導(dǎo)航(書(shū)P104)為了與經(jīng)典的回路控制方法和其他確定性修正方法相區(qū)別,通常稱(chēng)采用濾波和估計(jì)技術(shù)的組合導(dǎo)航為最優(yōu)組合導(dǎo)航.最優(yōu)組合導(dǎo)航的基本原理是利用兩種或兩種以上的具有互補(bǔ)誤差特性的獨(dú)立信息源或非相似導(dǎo)航系統(tǒng),對(duì)同一導(dǎo)航信息作測(cè)量并解算以形成量(liang,第二聲)測(cè)量(liang,第四聲),以其中一個(gè)系統(tǒng)作為主系統(tǒng),利用濾波算法估計(jì)該系統(tǒng)的各種誤差(稱(chēng)為狀態(tài)誤差),再用狀態(tài)誤差的估值去校正系統(tǒng)狀態(tài)值,以使組合系統(tǒng)的性能比其中任何一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)都更為優(yōu)越,達(dá)到綜合目的.14.線性濾波(書(shū)P106)基于線性系統(tǒng)進(jìn)行的濾波稱(chēng)為線性濾波.主要包括:最小二乘估計(jì):它不考慮被

7、估參數(shù)和觀測(cè)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特性,因此不是最優(yōu)估計(jì).卡爾曼濾波器:1960年卡爾曼提出了一種實(shí)用的遞推最優(yōu)估計(jì)算法:卡爾曼濾波器.它是建立在狀態(tài)空間時(shí)域公式基礎(chǔ)上的最優(yōu)遞推濾波算法,成為現(xiàn)代許多信息融合算法的基礎(chǔ).15.卡爾曼濾波(書(shū)P113)卡爾曼濾波是一種線性無(wú)偏,以誤差方差最小為估計(jì)準(zhǔn)則的最優(yōu)估計(jì)算法.特點(diǎn):它的數(shù)學(xué)模型是一階的,即連續(xù)系統(tǒng)是一階微分方程,離散系統(tǒng)是一階差分方程,特別適合計(jì)算機(jī)處理.由于采用了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)描述實(shí)際的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),在許多工程領(lǐng)域中都可以使用.卡爾曼濾波器的每次運(yùn)算,只要求前一時(shí)刻的估計(jì)數(shù)據(jù)和當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù),不必存儲(chǔ)大量的歷史數(shù)據(jù).16.Sagnac效應(yīng).(書(shū)P4

8、2) 光學(xué)陀螺的工作原理主要是基于Sagnac效應(yīng).所謂Sagnac效應(yīng)是指在任意幾何形狀的閉合光路中,從某一觀察點(diǎn)出發(fā)的一對(duì)光波沿相反方向運(yùn)行一周后又回到該觀察點(diǎn)時(shí),這對(duì)光波的光程將由于該閉合光路相對(duì)于慣性空間的旋轉(zhuǎn)而不同,光程差的大小與閉合光路的轉(zhuǎn)動(dòng)速率成正比.17.數(shù)據(jù)庫(kù)參考導(dǎo)航(書(shū)P248) 數(shù)據(jù)庫(kù)參考導(dǎo)航(Data Base Reference Navigation,DBRN)是利用預(yù)先測(cè)量的地理或天文數(shù)據(jù)(源)庫(kù)或地圖作為參考,與傳感器測(cè)量的相關(guān)信息進(jìn)行計(jì)算,比較和相關(guān)處理,確定載體精確的定位信息和為載體提供導(dǎo)航的過(guò)程,方法和技術(shù)的總稱(chēng).18.地形輔助導(dǎo)航(書(shū)P22) 地形輔助導(dǎo)航

9、(Terrain Aided Navigation,TAN)是利用地形,地物和地貌特征進(jìn)行導(dǎo)航的總概念. 地形輔助導(dǎo)航的基本工作原理:在系統(tǒng)中存儲(chǔ)有飛行器所要飛越地區(qū)的三維數(shù)字地圖;在飛行過(guò)程中,系統(tǒng)利用地形特征傳感器得出飛行器正下方的地形剖面圖或其他特征;系統(tǒng)將所存儲(chǔ)的數(shù)字地圖與測(cè)得的地形剖面圖相比較,當(dāng)達(dá)到匹配時(shí),便求出了飛行器所在點(diǎn)的位置.二.簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述GPS的組成,定位的幾何原理以及GPS定位過(guò)程. GPS系統(tǒng)的組成:GPS衛(wèi)星星座(空間部分),地面監(jiān)控系統(tǒng)(控制部分),GPS信號(hào)接收機(jī)(用戶部分). 定位原理:三球交會(huì)(不是匯)原理.(書(shū)P13) 三球交會(huì)原理:用戶接收機(jī)與衛(wèi)星之

10、間的距離為:其中為衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離,衛(wèi)星的坐標(biāo),是已知量;為用戶接收機(jī)的坐標(biāo),為未知量.如果接收機(jī)能測(cè)出距三顆衛(wèi)星的距離,便有三個(gè)這樣的方程式,把這三個(gè)方程式聯(lián)立起來(lái),便能求解接收機(jī)的位置坐標(biāo),從而確定用戶的位置. 實(shí)際上, 用戶接收機(jī)一般不可能有十分精確的時(shí)鐘,他們也不與衛(wèi)星鐘同步,因此用戶接收機(jī)測(cè)量得出的衛(wèi)星信號(hào)在空間的傳播時(shí)間是不準(zhǔn)確的,計(jì)算得到的距離也不是用戶接收機(jī)和衛(wèi)星之間的真實(shí)距離.這種距離叫做偽距.假設(shè)用戶接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的瞬間,接收機(jī)的時(shí)鐘與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所用時(shí)鐘的時(shí)間差為,則有:其中,為光速;為未知數(shù).只要接收機(jī)能測(cè)出據(jù)四顆衛(wèi)星的偽距,便有四個(gè)這樣的方程.聯(lián)立即可

11、求解接收機(jī)的位置和準(zhǔn)確的時(shí)間. GPS定位過(guò)程:圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造地球衛(wèi)星連續(xù)向地球表面發(fā)射經(jīng)過(guò)編碼調(diào)制的連續(xù)無(wú)線電信號(hào),信號(hào)中含有衛(wèi)星信號(hào)準(zhǔn)確的發(fā)射時(shí)間,以及不同的時(shí)間衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置(由衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的星歷參數(shù)和歷書(shū)參數(shù)描述);衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)接收衛(wèi)星發(fā)出的無(wú)線電信號(hào),測(cè)量信號(hào)的到達(dá)時(shí)間,計(jì)算衛(wèi)星和用戶之間的距離;用導(dǎo)航算法(最小二乘法或?yàn)V波估計(jì)算法)解算得到用戶的準(zhǔn)確位置.2.簡(jiǎn)述平臺(tái)式慣導(dǎo)原理. 平臺(tái)式慣導(dǎo)以陀螺為測(cè)量元件,通過(guò)三個(gè)框架形成了一個(gè)不隨載體姿態(tài)和載體在地球上的位置而變動(dòng)的物理穩(wěn)定平臺(tái),保持著指向東北天三個(gè)方向的坐標(biāo)系.固定在平臺(tái)上的加速度計(jì)分別測(cè)量出在這三個(gè)方向上的載體加速度

12、,將其對(duì)時(shí)間一次和二次積分,從而導(dǎo)出載體的速度和所經(jīng)過(guò)的距離,載體的航向與姿態(tài),最后由陀螺及框架構(gòu)成的穩(wěn)定平臺(tái)輸出.3.簡(jiǎn)述捷聯(lián)式慣導(dǎo)原理. 捷聯(lián)式慣導(dǎo)將陀螺和加速度計(jì)直接固聯(lián)在運(yùn)載體上.慣性傳感器(陀螺,加速度計(jì))輸出的是載體相對(duì)慣性空間的加速度和角速度,由計(jì)算機(jī)將載體坐標(biāo)系下測(cè)量的數(shù)據(jù)變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中再進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算.因?yàn)閷?dǎo)航計(jì)算是以參考坐標(biāo)系(導(dǎo)航坐標(biāo)系)為參考來(lái)確定載體的位置,速度,姿態(tài)等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的,坐標(biāo)變化和姿態(tài)角計(jì)算實(shí)際上起到了平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的穩(wěn)定平臺(tái)的作用,所以也稱(chēng)為”數(shù)學(xué)平臺(tái)”.4.為什么說(shuō)陀螺儀和加速度計(jì)是決定慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的決定因素?(書(shū)P70) 陀螺儀的誤差:陀螺漂移引起的

13、誤差大多數(shù)是振蕩的,但對(duì)某些導(dǎo)航參數(shù)和平臺(tái)誤差角將產(chǎn)生常值誤差.而最為嚴(yán)重的是北向陀螺的漂移及方位陀螺的漂移,對(duì)于經(jīng)度誤差將引起隨時(shí)間積累的位置偏差.但這并不意味著可以放松對(duì)東向陀螺的要求.實(shí)際上東向陀螺漂移直接影響方位對(duì)準(zhǔn)精度.因此,3個(gè)陀螺漂移的大小都是決定系統(tǒng)精度的關(guān)鍵因素. 加速度計(jì)的誤差:加速度計(jì)零偏誤差將產(chǎn)生振蕩誤差及常值誤差.如兩個(gè)水平加速度計(jì)的零偏誤差將引起經(jīng)緯度及平臺(tái)姿態(tài)角的常值誤差.總之,陀螺儀和加速度計(jì)的精度是影響慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的決定性因素,其中陀螺儀的精度尤為突出.5.闡述慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本誤差特性.(P70,與題目4類(lèi)似,是題目4的概括)陀螺儀:引起的系統(tǒng)誤差大多為振蕩的,

14、對(duì)某些導(dǎo)航參數(shù)和平臺(tái)誤差角將產(chǎn)生常值誤差.最為嚴(yán)重的是北向陀螺漂移以及方位陀螺漂移,對(duì)經(jīng)度誤差將引起隨時(shí)間積累的位置偏差.東向陀螺的漂移誤差將直接影響方位對(duì)準(zhǔn)精度.加速度計(jì)的誤差:產(chǎn)生振蕩及常值誤差.其中水平加速度計(jì)將引起經(jīng)緯度及平臺(tái)姿態(tài)角常值誤差.總之,陀螺儀和加速度計(jì)的精度是影響慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的決定性因素,其中陀螺儀的精度尤為突出.6.最優(yōu)組合導(dǎo)航的原理,及其主要過(guò)程. 定義:采用濾波和估計(jì)技術(shù)的組合導(dǎo)航為最優(yōu)組合導(dǎo)航. 基本原理:是利用兩種或兩種以上的具有互補(bǔ)誤差特性的獨(dú)立信息源或非相似導(dǎo)航系統(tǒng),對(duì)同一導(dǎo)航信息作測(cè)量并解算以形成量測(cè)量,以其中一個(gè)系統(tǒng)作為主系統(tǒng),利用濾波算法估計(jì)該系統(tǒng)的各種

15、誤差(稱(chēng)為狀態(tài)誤差),再用狀態(tài)誤差的估值去校正系統(tǒng)狀態(tài)值,以使組合系統(tǒng)的性能比其中任何一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)都更為優(yōu)越,達(dá)到綜合目的. 應(yīng)用最優(yōu)濾波實(shí)現(xiàn)組合導(dǎo)航的主要過(guò)程:a.設(shè)計(jì)”最優(yōu)”系統(tǒng)并對(duì)其特性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估.b.考慮成本限制,靈敏度特性,計(jì)算要求和能力,測(cè)量程序和系統(tǒng)知識(shí)了解程度等,對(duì)”最優(yōu)”系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化,設(shè)計(jì)合適的”次優(yōu)”系統(tǒng).c.構(gòu)建并試驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng),并按要求做最后調(diào)整和改進(jìn).7.卡爾曼濾波器的定義,特點(diǎn): 定義:卡爾曼濾波是一種線性,無(wú)偏,以誤差方差最小為估計(jì)準(zhǔn)則的最優(yōu)估計(jì)算法.主要特點(diǎn):a.它的數(shù)學(xué)模型是一階的,即連續(xù)系統(tǒng)是一階微分方程,離散系統(tǒng)是一階差分方程,特別適合計(jì)算機(jī)處理.b

16、.由于采用了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)描述實(shí)際的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),在許多工程領(lǐng)域中都可以使用.c.卡爾曼濾波器的每次運(yùn)算,只要求前一時(shí)刻的估計(jì)數(shù)據(jù)和當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù),不必存儲(chǔ)大量的歷史數(shù)據(jù),大大減少了對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的要求.8.寫(xiě)出離散卡爾曼濾波方程組.9.卡爾曼濾波誤差產(chǎn)生的原因?系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不準(zhǔn)確或?qū)ο到y(tǒng)數(shù)學(xué)模型作了一定的簡(jiǎn)化及近似,忽略了有關(guān)誤差因素,使實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,系統(tǒng)干擾矩陣等等與濾波計(jì)算時(shí)應(yīng)用的相應(yīng)參數(shù)矩陣有差別.初始狀態(tài)方差估計(jì)不準(zhǔn)確,即存在誤差.噪聲的統(tǒng)計(jì)特性不準(zhǔn)確,即存在誤差.使用了不準(zhǔn)確的增益矩陣.10.聯(lián)邦濾波的基本思想. 基本思想是先分散處理,再全局融合,即在諸多非相似子系統(tǒng)中

17、選擇一個(gè)信息全面,輸出效率高,可靠性絕對(duì)保證的子系統(tǒng)作為公共參考系統(tǒng),與其他子系統(tǒng)兩兩相結(jié)合,形成若干子濾波器;各子濾波器并行運(yùn)行,獲得建立在子濾波器局部觀測(cè)基礎(chǔ)上的局部最優(yōu)估計(jì);這些局部最優(yōu)估計(jì)在主濾波器內(nèi)按融合算法合成,從而獲得建立在所有觀測(cè)量基礎(chǔ)上的全局估計(jì).11.什么是直接估計(jì)方法,間接估計(jì)方法? 慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)濾波器狀態(tài)可將估計(jì)方法分為直接估計(jì)法和間接估計(jì)法.直接估計(jì)法以各種導(dǎo)航參數(shù)(如慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的精度,緯度和對(duì)地速度等,采用符號(hào)表示)為主要濾波狀態(tài),濾波器估值的主要部分就是導(dǎo)航參數(shù)估值.間接法以慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航參數(shù)誤差為濾波器主要狀態(tài),濾波器估值的主要部分就是導(dǎo)航參數(shù)誤差估值,

18、然后用去校正.12.簡(jiǎn)述輸出校正和反饋校正的優(yōu)缺點(diǎn).(書(shū)P132) 輸出校正:優(yōu)點(diǎn):工程實(shí)現(xiàn)比較方便,組合濾波器的故障不會(huì)影響慣導(dǎo)的工作.缺點(diǎn):由于輸出校正的濾波器所估計(jì)的狀態(tài)是未經(jīng)校正的導(dǎo)航參數(shù)誤差,而慣導(dǎo)的誤差是隨時(shí)間增長(zhǎng)的,卡爾曼濾波器的數(shù)學(xué)模型建立在誤差為一階小量且取一階近似的基礎(chǔ)上,因此在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí),由于慣導(dǎo)誤差不再是小量,會(huì)使濾波方程出現(xiàn)模型誤差,使濾波精度下降.反饋校正:優(yōu)點(diǎn):反饋校正的濾波器所估計(jì)的狀態(tài)是經(jīng)過(guò)校正的導(dǎo)航參數(shù)誤差,在反饋校正后,慣導(dǎo)的輸出就是組合系統(tǒng)的輸出,誤差始終保持為小量,克服了輸出校正的缺點(diǎn),因此可以認(rèn)為利用反饋校正的系統(tǒng)狀態(tài)方程,更能接近真實(shí)地反映系統(tǒng)誤

19、差狀態(tài)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,也可以認(rèn)為沒(méi)有模型誤差.缺點(diǎn):工程實(shí)現(xiàn)沒(méi)有輸出校正簡(jiǎn)單,且濾波器故障直接影響慣導(dǎo)輸出,降低了系統(tǒng)可靠性.13.簡(jiǎn)述GPS/INS松耦合,緊耦合,并比較兩者的特點(diǎn).(P151)松耦合組合(速度位置組合):將INS(慣導(dǎo))和GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),這里特指GPS系統(tǒng))接收機(jī)各自輸出的位置估值和速度估值進(jìn)行比較,得到的差值形成濾波器(如卡爾曼濾波器)的測(cè)量輸入量,對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)提供測(cè)量更新.緊耦合組合(偽距,偽距率組合):將GNSS接收機(jī)的偽距測(cè)量值和偽距率測(cè)量值,與利用INS導(dǎo)航輸出計(jì)算出的相應(yīng)偽距,偽距率估計(jì)值進(jìn)行比較,得到的差值形成(卡爾曼)濾波器的測(cè)量輸入值,經(jīng)組合導(dǎo)航濾波

20、器,生成慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差估值,這些估值可在每次測(cè)量更新后對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行修正,以提高慣導(dǎo)的精度.特點(diǎn)(文字版):與松耦合相比,緊耦合的主要優(yōu)點(diǎn)有:不存在將一個(gè)卡爾曼濾波器的輸出用作第二個(gè)濾波器的測(cè)量輸入時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題;隱含完成GNSS位置和速度協(xié)方差的交接;組合系統(tǒng)不需要用完整的GNSS數(shù)據(jù)來(lái)輔助INS,即使只跟蹤到單個(gè)衛(wèi)星信號(hào),GNSS數(shù)據(jù)也會(huì)輸入濾波器,用于估計(jì)INS的誤差,從而增加了GNSS使用的靈活性,但是在這種情況下估計(jì)精度會(huì)下降很快.特點(diǎn)比較(表格版本):(見(jiàn)書(shū)P151)14.GPS/INS偽距,偽距率組合的概念.緊耦合組合是將GNSS接收機(jī)的偽距測(cè)量值和偽距率測(cè)量值,與利用INS導(dǎo)航輸出計(jì)算出的相應(yīng)偽距,偽距率估計(jì)值進(jìn)行比較,得到的差值形成(卡爾曼)濾波器的測(cè)量輸入值,經(jīng)組合導(dǎo)航濾波器,生成慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差估值,這些估值可在每次測(cè)量更新后對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行修正,以提高慣導(dǎo)的精度.由于這種組