车载组合惯性导航算法

惯性导航原理基于牛顿的惯性定律，所以惯性导航可以理解是利用加速度计测量出物体的加速度，然后乘以时间得到速度，然后再乘以时间就得到位移，从而确定物体的位置。另一方面，用陀螺仪测量物体的角速度，然后乘以时间得到角度，从而确定物体的朝向。惯性导航系统有着以下优点：1、隐蔽性好，因为它不向外发射信号，也不接收外部信号，所以不容易被发现；2、全天候，惯导系统不需要特定的时间或者地理因素，随时随地都可以运行；3、提供的参数多，比如GNSS卫星导航，只能给出位置，方向，速度信息，但是惯导同时还能提供姿态和航向信息；4、导航信息更新速率高，目前常见的GNSS更新速率为每秒1次，但是惯导可以达到每秒几百次更新甚至更高。惯导具有输出信息不间断、不受外界干扰等独特优势。车载组合惯性导航算法

如何解决惯性导航系统使用过程中的误差分析？所有的惯性导航系统都会出现集成漂移的现象，测量的加速度和角速度时的微小误差，在速度逐步积累时会形成更大的误差，导致在位置测算上的误差加剧。因此，我们必须通过定期输入一些其他类型的导航系统的数据，以修正惯性导航系统中的位置信息。惯性导航系统的误差解决方法：通常是估计理论（尤其是卡尔曼滤波）,提供理论框架，结合来自不同传感器的信息。较常见的替代传感器是一种卫星导航广播（如全球定位系统可以在直接能见度高时用于各种地面交通工具）。室内应用程序可以使用计步器、距离测量设备,或其他类型的位置传感器。通过适当地将惯性导航系统（INS）和其他系统(GPS/INS)的信息融合，误差的位置和速度是可以稳定的。此外,当GNSS信号不可用（例如当车辆穿过隧道）时，惯性导航系统（INS）可以用作暂时性反馈。车载组合惯性导航算法目前常见的GPS更新速率为每秒1次，但是惯导可以达到每秒几百次更新甚至更高。

惯性导航系统（INS）是利用惯性传感器（IMU）测量载体的比力及角速度信息，结合给定的初始条件，与GNSS等系统的信息融合，从而进行实时推算速度、位置、姿态等参数的自主式导航系统。具体来说惯性导航系统属于一种推算导航方式。即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统采用加速度计和陀螺仪传感器来测量载体的运动参数。其中三个垂直布置的陀螺仪用于测量载体绕自身三个坐标轴的转动角速度，同时也敏感地球自转的角速度。

惯性导航及控制系统开始主要为航空航天、地面及海上用户所应用，是现代系统的关键技术产品，被普遍应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克等领域。随着成本的降低和需求的增长，惯性导航技术已扩展到资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被普遍应用。即使在卫星导航大规模应用的现在，惯性导航仍具有不可替代性。惯导不接受卫星信号，也不向外辐射能量，因此隐蔽性、抗干扰性较强；惯导输出物体运动的姿态信息，而卫星导航无法跟踪姿态；惯性导航的频率大于卫星导航，可携带更多信息，适应载体的高速运动；惯导+卫星的组合导航优劣互补、已大规模应用。惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、不易受到干扰的自主式导航系统。

惯导系统由陀螺仪和加速度计两部分组成：1、陀螺仪有稳定指向一个方向的性质，并且不与外界的运动相关联。将这样的设备装在方向发生转动的物体上时，就可以测量出物体转动的角度。2、加速度计能够测出物体运动的加速度值，配合时间记录，根据s=（1/2）a*t^2即可计算出距离。三轴陀螺仪分别指向坐标轴中的xyz轴，在这三轴上再加上加速度计，就组成了惯性导航装置。通过三轴角度变化，三轴距离累计，就可以测量出物体在三维空间中的三轴位置移动，即三维空间位移，但是你会发现这样的装置只能测量出相对位移，即在时间记录中某两个时刻之间的位移。目前无人机的导航技术主要有惯性导航、卫星导航、地形辅助导航、地磁导航等多个方面。车载组合惯性导航算法

惯性导航系统可全天候、全球、全时间的工作于空中地球表面乃至水下。车载组合惯性导航算法

惯性测量装置，包括加速度计和陀螺仪，又称惯性导航组合。前者是测量物体的加速度，后者又被叫做角速度传感器，是测量角速度的。利用这些装置的参数，计算并导航看起来似乎很简单，但是由于采样频率一般很高（一秒内几十甚至几百次），所以累加起来误差很容易扩大，所以长时间的导航仍然有很大的困难。在失去位置的时候，导航软件知道速度、车辆的位置、行驶路线等信息。结合加速度传感器提供的加速度，可以根据二次积分的方式计算出加速度产生的位移，然后根据初始速度计算出速度产生的位移，进而推算出车辆新的位置。这样，在没有GNSS 情信号的况下仍然可以继续导航。车载组合惯性导航算法

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