本文主要探讨的是SINS（ Strapdown Inertial Navigation System，捷联式惯性导航系统）与GPS（Global Positioning System，全球定位系统）的紧耦合组合导航技术。在SINS/GPS松散组合导航中，当可用卫星数量少于4颗时，系统会转换到纯惯性状态，这会导致导航参数误差发散，无法有效维持导航精度。为了解决这一问题，文章提出了一种基于导航星伪距和伪距率作为观测量的SINS/GPS紧耦合组合导航方案。
该紧耦合方案的数学模型建立在将GPS接收机测得的伪距和伪距率作为系统的观测输入，与SINS的导航数据相结合的基础上。通过这种方式，即使卫星数量不足4颗，系统也能保持较高的导航精度。文章中还提到了硬件系统的构建和实际应用，进行了车载试验以验证紧耦合导航方案的效果。
试验结果显示，当可用卫星数量小于4颗时，紧耦合系统能保持纬度和经度误差在100米以内，且误差与导航时间无关，而纯惯性系统则会出现误差随时间快速发散的情况，如0.5小时内纬度误差达到1000米，1小时后增加到约2000米。另一方面，当可用卫星数量大于等于4颗时，SINS/GPS紧耦合模式下的经度、纬度误差可控制在10米以内，高程误差小于20米，相比之下，松散组合模式的误差约为紧耦合模式的3倍。
这些实验数据充分证明了SINS/GPS紧耦合组合导航的有效性和优势，特别是在卫星信号弱或者受到干扰的情况下，能够显著提高导航系统的稳定性和精度。这对于需要长时间、高精度导航的领域，如自动驾驶、航空航天、航海等具有重要意义。
SINS/GPS紧耦合组合导航是一种能够克服卫星数量限制，提高导航系统稳定性和精度的技术。它通过将GPS的观测数据与SINS的数据紧密结合，实现了在各种环境条件下对定位精度的有效保障。对于系统开发和专业指导来说，理解和掌握这种技术对于提升导航系统的性能至关重要。
