基于INS/GPS/磁力计的全组合导航
摘要:该文提出了一种基于INS/GPS/磁力计的全组合导航系统,旨在解决惯性导航单独定姿、定位产生漂移的问题。该系统通过对磁力计、陀螺仪数据进行预处理,推导了基于误差四元数的定姿系统方程和量测方程,并使用卡尔曼滤波器融合陀螺仪与磁力计数据。同时,建立定位系统方程和量测方程,使用GPS量测值辅助惯导、校正位置、速度信息。实验验证结果表明:该系统有效地改善了惯性导航漂移问题,同时在GPS失效情况下仍能正常工作。
知识点:
1. 惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS):惯性导航系统是一种基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的导航系统,通过测量惯性力和角速度来确定航向角和位置。
2. 全球定位系统(Global Positioning System,GPS):GPS是一种基于卫星信号的导航系统,通过接收卫星信号来确定位置和速度。
3. 磁力计:磁力计是一种测量地球磁场的传感器,可以用来确定航向角和位置。
4. 卡尔曼滤波器(Kalman Filter):卡尔曼滤波器是一种数学算法,用于对测量数据进行处理和 fusion,以获得更准确的导航信息。
5. 错误四元数(Error Quaternion):错误四元数是一种数学表示方式,用于描述导航系统中的姿态和位置误差。
6. 组合导航系统(Integrated Navigation System):组合导航系统是一种将多种导航系统(如INS、GPS、磁力计)组合在一起的导航系统,以提高导航精度和可靠性。
7. 惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU):惯性测量单元是一种测量惯性力和角速度的传感器,用于惯性导航系统。
8. 定位系统方程(Positioning System Equation):定位系统方程是一种数学模型,用于描述导航系统中的位置和速度计算。
9. 量测方程(Measurement Equation):量测方程是一种数学模型,用于描述导航系统中的测量数据处理。
10. 卡尔曼滤波中(Kalman Filtering):卡尔曼滤波中是一种数学算法,用于对测量数据进行处理和 fusion,以获得更准确的导航信息。
该文提出了一种基于INS/GPS/磁力计的全组合导航系统,以解决惯性导航单独定姿、定位产生漂移的问题,并通过实验验证结果表明该系统的有效性。