組合導(dǎo)航復(fù)習(xí)(完整版).講述

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.無線電導(dǎo)航.衛(wèi)星定位導(dǎo)航.2. 航位推算導(dǎo)航.（書P1）航位推算導(dǎo)航:從一個(gè)已知坐標(biāo)位置開始,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

2、,導(dǎo)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相對慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的特性.6. 比力.（書P53）設(shè)質(zhì)點(diǎn)在i系（慣性系）中的位矢為r，質(zhì)點(diǎn)在外力作用下在慣性空間的運(yùn)

3、動(dòng)狀態(tài)可用牛頓第二定律導(dǎo)出飛卩F=m=mr.在上述等一i式當(dāng)中,F=行+件非引力,F為非引力外力，是指作用在載體上的發(fā)引非引力非引力動(dòng)機(jī)推力，空氣阻力,升力;地面反作用力等等.F=mG為引力外力.由引d2rFF此得dt2=G+力比力定義為f=力,為載體的非引力慣性if加速度矢量,也稱視加速度矢量.G為中心引力加速度矢量.7. 慣導(dǎo)系統(tǒng)（書P31）慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（InertialNavigationSystem,INS）是利用慣性敏感器（陀螺儀和加速度計(jì)）測量得到的載體運(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P21）數(shù)學(xué)平臺(tái)的主要任務(wù)是用

4、捷聯(lián)陀螺儀測量的載體角速度計(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c；從姿態(tài)矩陣的元素nb中提取載體的姿態(tài)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（fCf）.姿態(tài)矩陣計(jì)算,姿態(tài)nnbb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)算稱作”數(shù)學(xué)平臺(tái)”.9.對準(zhǔn).（書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.這一確定平臺(tái)坐標(biāo)系相對于參考系的方位的過程稱為慣導(dǎo)系統(tǒng)的對準(zhǔn).10.傳遞對準(zhǔn).（書P81）傳遞對準(zhǔn)是主慣導(dǎo)向子慣導(dǎo)

5、實(shí)時(shí)傳輸子慣導(dǎo)對準(zhǔn)所需要的導(dǎo)航參數(shù)和數(shù)據(jù),子慣導(dǎo)通過動(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)系的過程.（這段話比較拗口,要耐心地看.）11.標(biāo)定與補(bǔ)償.（書P94,P96）標(biāo)定:通過比較陀螺儀,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)符合使用要求的過程.誤差補(bǔ)償:通過測量確定適當(dāng)?shù)恼`差系數(shù),并利用這誤差系數(shù)通過誤差模型對測量值加以修正,以除去慣性敏感器或系統(tǒng)中可預(yù)測的誤差項(xiàng).12.組合導(dǎo)航（書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）

6、對同一信息源作測量,利用不同導(dǎo)航設(shè)備性能上的互補(bǔ)特性,從這些測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)性能的方法和手段.13.最優(yōu)組合導(dǎo)航（書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)，對同一導(dǎo)航信息作測量并解算以形成量（liang,第二聲）測量（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

7、統(tǒng)都更為優(yōu)越,達(dá)到綜合目的.14.線性濾波（書P106）基于線性系統(tǒng)進(jìn)行的濾波稱為線性濾波.主要包括: 最小二乘估計(jì):它不考慮被估參數(shù)和觀測參數(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P113）卡爾曼濾波是一種線性無偏，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

8、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P42）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),這對光波的光程將由于該閉合光路相對于慣性空間的旋轉(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)庫參考導(dǎo)航（書P248）數(shù)據(jù)庫參考導(dǎo)航（DataBaseReferenceNavigation,DBRN）是利用預(yù)先測量的地理或天文數(shù)據(jù)（源）庫或地圖作為參考,與傳感器測量的相關(guān)信息進(jìn)行計(jì)算,

9、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)航的過程,方法和技術(shù)的總稱.18.地形輔助導(dǎo)航（書P22）地形輔助導(dǎo)航（TerrainAidedNavigation,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)的位二.簡答題1.簡述GPS的組成，定位的幾何原理以及GPS定位過程. 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）,

10、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P13）三球交會(huì)原理:用戶接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離為:R=（x-X巾+（y-y巾+（z-Z巾其中R,x,y,z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111量；x，y，z為用戶接收機(jī)的坐標(biāo)，為未知量.如果接收機(jī)能測出距三顆衛(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,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.

11、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)間差為口丫，則有：R=j（xxi力+（y人占+（zzi力+其中,c為光速；口t為未知數(shù).只要接收機(jī)能測出據(jù)四顆衛(wèi)星的偽距，便有四個(gè)這樣的方程.聯(lián)立即可求解接收機(jī)的位置和準(zhǔn)確的時(shí)間. GPS定位過程: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)過編碼調(diào)制的連續(xù)無線電信號(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)出的無線電信號(hào),測量信號(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

12、.2. 簡述平臺(tái)式慣導(dǎo)原理.平臺(tái)式慣導(dǎo)以陀螺為測量元件,通過三個(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)分別測量出在這三個(gè)方向上的載體加速度,將其對時(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）為參考來確定

13、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,所以也稱為”數(shù)學(xué)平臺(tái)”.4. 為什么說陀螺儀和加速度計(jì)是決定慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的決定因素?（書P70) 陀螺儀的誤差:陀螺漂移引起的誤差大多數(shù)是振蕩的,但對某些導(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£及方位陀螺的漂移匕，對于經(jīng)度誤差能(t)將引起隨時(shí)間積yz累的位置偏差.但這并不意味著可以放松對東向陀螺的要求.實(shí)際上東向陀螺漂移£直接影響方位對準(zhǔn)精度.因此,3個(gè)陀螺漂移的大小都是x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

14、值誤差.如兩個(gè)水平加速度計(jì)的零偏誤差V,V將引起經(jīng)緯度及平臺(tái)姿xy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，對某些導(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

15、的精度尤為突出.6. 最優(yōu)組合導(dǎo)航的原理,及其主要過程.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),對同一導(dǎo)航信息作測量并解算以形成量測量,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)的各種誤差（稱為狀態(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)航的主要過程:a. 設(shè)計(jì)”最優(yōu)”系統(tǒng)并對其特性進(jìn)行計(jì)算和評估.b. 考慮成本限制，靈敏度特性，計(jì)算要求和能力，測量程序和系統(tǒng)知識(shí)了解程度等,對”最優(yōu)”系統(tǒng)進(jìn)行簡化,設(shè)計(jì)

16、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.由于采用了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣來描述實(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),大大減少了對計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的要求.8. 寫出離散卡爾曼濾波方程組. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型:Xk=F»X+G-鳳7系統(tǒng)觀測模型:乙=HkX

17、k+匕.其中,為算風(fēng)次迭代時(shí)的狀態(tài)向量;F從丘-1到k次迭代的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣;地_i為系統(tǒng)噪聲，為均值是0的正態(tài)分布，其協(xié)方羞矩陣為Q;Gq為系統(tǒng)干擾矩陣;乙為系統(tǒng)的觀測量;為系統(tǒng)量測矩陣;匕是觀測噪聲，為均值是0的正態(tài)分布，其協(xié)方差矩陣為& 預(yù)測過程：尢心=幾一北_4+乳冋"協(xié)方差矩陣計(jì)算：P*嚴(yán)+ft.其中為笫1步時(shí)對第上步狀態(tài)的預(yù)測；緯一為外加控制量（比方說物體運(yùn)動(dòng)時(shí)額外施加控制力）；乞_|為系統(tǒng)控制矩陣;人心為元心的協(xié)方差矩陣（注:協(xié)方差矩陣為正定矩陣）. 更新過程:以二乙-HkXkk_yk綜合了觀測值與預(yù)測值，稱為”新息”）Sk=HkP»H；+他©

18、為新息的協(xié)方差矩陣）Kk=P»HS'（計(jì)算卡爾曼增益，協(xié)方差的加權(quán)平均）X,=盒婦+KJJ計(jì)算忙爾曼濾波結(jié)果）乙=（1-心比）£修正協(xié)方差矩陣）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P存在誤差.0 噪聲的統(tǒng)計(jì)特性不準(zhǔn)確，即Q,R存在誤差.kk 使用了不準(zhǔn)確的增益矩陣k.k10. 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)中選擇一個(gè)信息全面，輸出效率高，可靠性絕

19、對保證的子系統(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)輸出的精度九，緯度L和對地速度vN，vu，vE等，采用符號(hào)X表示）為主要濾波狀NUEI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A(yù)X為濾波器主要狀態(tài)，濾波器估值的主要部分就是導(dǎo)航I參數(shù)誤差估值A(chǔ)攵

20、，然后用aX去校正x.I12. 簡述輸出校正和反饋校正的優(yōu)缺點(diǎn).（書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

21、反映系統(tǒng)誤差狀態(tài)的動(dòng)態(tài)過程,也可以認(rèn)為沒有模型誤差.缺點(diǎn):工程實(shí)現(xiàn)沒有輸出校正簡單,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）的測量輸入量，對慣導(dǎo)系統(tǒng)提供測量更新. 緊耦合組合（偽距，偽距率組合）:將GNSS接收機(jī)的偽距測量值和偽距率測量值,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）濾波器的測量輸入值，

22、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量更新后對慣導(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)濾波器的測量輸入時(shí)所產(chǎn)生的問題;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）：（見書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)的偽距測量值和偽距率測量

23、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量更新后對慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行修正，以提高慣導(dǎo)的精度.由于這種組合使用GNSS測量的偽距和偽距率以及INS導(dǎo)航結(jié)果相應(yīng)的偽距和偽距率估值作為組合濾波器的測量值，因此，這種緊耦合組合也稱為偽距，偽距率組合.15. 簡述SITAN地形輔助導(dǎo)航的原理.（書P261）根據(jù)INS輸出的位置可在數(shù)字地圖上找到地形高程，而INS輸出的絕對高度與地形高程之差為飛行器相對高度的估計(jì)值，它與雷達(dá)高度表實(shí)測相對高度之差就是卡爾曼濾波的測量值.由于地形的非線性特性導(dǎo)致了量測方程的非線性,采用地形隨機(jī)線性化算法可實(shí)時(shí)地獲得地形斜率，得到線性化的量測方程;結(jié)合INS的誤差狀態(tài)方程,經(jīng)過卡爾曼濾波遞推算法可得導(dǎo)航誤差狀態(tài)的最優(yōu)估值,采用輸出校正可修正INS的導(dǎo)航狀態(tài),從而獲得最優(yōu)導(dǎo)航狀態(tài).16.巡航導(dǎo)彈的慣性地形匹配制導(dǎo)過程.(書P256) 在偵查階段，預(yù)先繪制出飛行彈道附近區(qū)域的數(shù)字地形標(biāo)高數(shù)字地圖獲取數(shù)