(window.webpackJsonp=window.webpackJsonp||[]).push([[422],{742:function(t,s,a){"use strict";a.r(s);var S=a(10),v=Object(S.a)({},(function(){var t=this,s=t._self._c;return s("ContentSlotsDistributor",{attrs:{"slot-key":t.$parent.slotKey}},[s("h1",{attrs:{id:"惯性导航系统-ins"}},[s("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#惯性导航系统-ins"}},[t._v("#")]),t._v(" 惯性导航系统（INS）")]),t._v(" "),s("h2",{attrs:{id:"原理"}},[s("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#原理"}},[t._v("#")]),t._v(" 原理")]),t._v(" "),s("p",[t._v("惯性导航系统（INS）是一种依靠三轴陀螺仪与三轴加速度计计算六自由度导航输出（姿态、速度与位置）的设备。")]),t._v(" "),s("fdi-img",{attrs:{width:"52.5%",alt:"MEMS",src:"/knowledge-base/02/020301.png"}}),t._v(" "),s("p",[t._v("INS 对短期导航非常有效。随着传感器数据的积分，残余误差往往会累积增大。因此，必须定期对 INS 输出进行校正，以将误差保持在合理范围内。")]),t._v(" "),s("h2",{attrs:{id:"gnss-辅助-ins"}},[s("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#gnss-辅助-ins"}},[t._v("#")]),t._v(" GNSS 辅助 INS")]),t._v(" "),s("p",[t._v("为实现上述定期校正，将 GNSS 接收器与惯性传感器数据融合十分常见：GNSS 的短期误差可由惯性传感器有效抑制，而惯性漂移则由 GNSS 校正。常用的传感器融合方法是扩展卡尔曼滤波器（EKF）。EKF 的主要优点在于：它不仅跟踪导航状态，还估计传感器偏差，并计算不确定性，从而为用户提供关于系统性能的关键信息。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("其他外部辅助传感器（例如磁力计、里程计或双天线 GNSS 航向传感器）也可用于进一步提升系统性能。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("与独立 GNSS 或 AHRS 相比，INS 的主要优势在于能够提供高更新率的姿态与导航输出，并在各类动态条件下保持较高精度；同时还能在不依赖磁场的情况下估计准确航向。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("另一方面，INS 的设置相对复杂，需要掌握机械安装信息（如 GNSS 天线杠杆臂等），不过可通过自动校准流程降低这一复杂度。")]),t._v(" "),s("fdi-img",{attrs:{width:"52.5%",alt:"MEMS",src:"/knowledge-base/02/020302.png"}}),t._v(" "),s("h2",{attrs:{id:"松耦合与紧耦合组合-ins"}},[s("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#松耦合与紧耦合组合-ins"}},[t._v("#")]),t._v(" 松耦合与紧耦合组合 INS")]),t._v(" "),s("p",[t._v("将惯性传感器与 GNSS 技术相结合时，存在多种集成方案。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("最常用的是松耦合与紧耦合集成。下文介绍其工作原理，并比较各自的优缺点。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("在这两种方案中，均由 INS 计算短期导航方程并提供准确的导航输出。")]),t._v(" "),s("h3",{attrs:{id:"松耦合组合"}},[s("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#松耦合组合"}},[t._v("#")]),t._v(" 松耦合组合")]),t._v(" "),s("p",[t._v("在松耦合方案中，INS 直接与 GNSS 导航输出（位置、速度）融合，通常采用扩展卡尔曼滤波器。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("INS 的积分误差由 GNSS 位置输入校正，再由 EKF 给出准确、稳定的导航输出。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("该方案最大的优势是实现简单，可在计算能力有限的微型设备上运行；同时也是与外部接收器集成的较佳选择，例如 SAASM（军用）接收器，或仅提供标准 NMEA 协议的第三方设备。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("但需要注意：GNSS 接收器本身通常也运行内部滤波算法（多为卡尔曼滤波器）以计算导航解。若仅使用接收器输出的位置，将丢失视野内各 GNSS 卫星的部分原始信息，因此该方案更依赖良好的 GNSS 信号处理质量。")]),t._v(" "),s("fdi-img",{attrs:{width:"52.5%",alt:"MEMS",src:"/knowledge-base/02/020303.png"}}),t._v(" "),s("h3",{attrs:{id:"紧耦合组合"}},[s("a",{staticClass:"header-anchor",attrs:{href:"#紧耦合组合"}},[t._v("#")]),t._v(" 紧耦合组合")]),t._v(" "),s("p",[t._v("紧耦合 INS/GNSS 是更先进的集成方式。在此方案中，GNSS 接收器仅计算“原始观测量”，给出相对于视野内每颗卫星的各类测量值，而不运行导航滤波器；全部 GNSS 方程直接并入 INS/GNSS 扩展卡尔曼滤波器。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("这类集成的显著优势在于：能更充分地识别单颗卫星的错误测量，并在视野内卫星数量暂时不足四颗时仍可继续运行。与松耦合相比，紧耦合方案具有更好的鲁棒性。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("在高精度应用（RTK）中，紧耦合还可提高厘米级精度的可用性，并在中断后实现更快的 RTK 固定解恢复。")]),t._v(" "),s("p",[t._v("紧耦合的主要限制在于：不易与通常不提供原始观测量的外部 GNSS 接收器兼容。")]),t._v(" "),s("cite-panel",{attrs:{type:"tip"}},[s("p",[t._v("FDISYSTEMS 开发了紧耦合与 RTK 组合方案，在保证可靠性的同时兼顾精度。")])]),t._v(" "),s("fdi-img",{attrs:{width:"52.5%",alt:"MEMS",src:"/knowledge-base/02/020304.png"}})],1)}),[],!1,null,null,null);s.default=v.exports}}]);