INS组合导航系统定位精度分析-论文.pdf

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1、86·北京测绘·2014年第3期GNSS／INS组合导航系统定位精度分析王晓艳(陕西测绘地理信息局测绘开发服务中心，陕西西安710054)[摘要]GNSS／INS组合导航系统近年来得到了快速发展，应用领域越来越广泛。组合导航的定位精度是一个重要的研究方向，本文将应用于航空遥感领域的高精度GNSS／INS组合导航系统放置在地面平台上，采集试验数据，通过与NRTK定位结果比较，对组合导航系统定位精度进行分析，得出GNSS／INS组合导航系统的定位精度可达到厘米级的试验结论。[关键词]GNss／INs组和导航定位精度[中图分类号]

2、P228．4[文献标识码]B[文章编号]1007—3000(2014)034近年来全球卫星导航系统(GNSS)和惯性导影测量领域的应用研究。航系统(INS)发展迅速，应用领域越来越广泛。GNSS／INS组合导航系统应用于航空摄影GNSS、INS两种导航系统在导航定位方面各具测量中的定位精度问题l6]，是应用研究的一个重优势，同时也具有自身的缺陷。将两者组成一个要方向。由于航空摄影的特殊性，摄影瞬间的准组合导航系统口]，可提高系统的整体导航精度和确坐标不可知，使组合导航定位的精度无法直接性能，实现单独导航系统所无法比拟的导航验

3、证，只能通过与传统空中三角测量结果相比优势。较，或是引入外业检测点的方式来间接验证。间GNSS／INS组合导航技术已广泛应用于实接精度验证的方法，不能准确地反应出导航系统时导航、移动导航、移动地图匹配、车载定位等，的定位精度。正在得到空前的发展。该技术受到普遍关注，是本文将应用于航空遥感领域的GNSS／INS最受关注的研究热点和发展方向之一。导航定位系统放置在地面平台上，并引入精度厘GNSS／INS组合导航技术在航空遥感领域米级的NRTK定位结果，直接比较两种定位系统中的应用研究也得到了充分的重视和发展。组的定位结果，进而对

4、组合导航系统的定位精度得合导航系统基础上发展起来的GPS／IMU组合导出较准确的评估。航系统可以连续提供传感器高精度的位置和姿1试验组合导航系统介绍态参数，实现遥感影像的直接地理定位。20世纪9O年代初，加拿大卡尔加里大学和美国俄亥俄州GNSS／INS组合导航系统结合了全球卫星立大学的Schwarz等研究人员首次提出并试验定位和惯性导航的优势，该系统不仅能否提供载了直接定向法DG(DirectGeoreferencing)解决摄体的位置、速度和姿态信息，而且能够长时间的影测量核心问题。之后，很多科研机构、企业和高精度导航，并

5、具有高数据采样率以及抗差性。学者对GPS／IMU集成技术在航空摄影测量中的GNSS／INS组合导航具有优势互补的特点，能够应用展开了大量试验和研究工作j。扬长避短、充分发挥了两种技术的优势。我国在这方面的研究及应用试验起步较晚，GNSS和INS的组合既可以在硬件上实21世纪初我国开始引进组合导航系统及技术，引现，也可以采用软件的方式实现。试验使用的组进的面向航空遥感领域的GPS／IMU组合导航系合导航系统采用软件方式实现。统主要有加拿大Applanix公司的POSAV5101．1系统硬件组成系统和德国IGI公司的AEROCo

6、ntrolID系统硬件系统主要组成部分：(1)美国Honeywell两种。系统、技术引进后，陆续展开了在航空摄公司研制的应用于航空遥感领域的高精度惯性导[收稿日期]2013—11—15[作者简介]王晓艳(198O)，女，汉族，河北滦县人，硕士，工程师，主要从事航空摄影技术设计和POS数据解算工作。2014年第3期·北京测绘·87航设备C—IMU；(2)LeicaGS10型GNSS接收机，①GPS信号连续跟踪站(试验中作为基站使可接收到美国的GPS卫星信号、俄罗斯的GLO～用)；②超站仪；③GNSS天线；④棱镜；⑤信号NASS

7、卫星信号。硬件系统结构图如图1所示。分流器；⑥GNSS接收机；⑦便携式计算机；⑧高精度惯性测量系统C—IMU。2．2试验方案当运动载体小火车在8字形轨道上快速或慢速行驶时，惯导设备C—IMU、GNSS接收机和超站仪同步记录数据，经相应的后处理软件进行数据解算，并统一归算到GNSS天线中心位置。将GNSS／INS组合导航系统观测数据解算出的同一时刻的轨道坐标值与NRTK解算出的图1组合导航系统硬件结构图坐标值进行比较，评估GNSS／INS组合导航的定1．2系统软件组成位精度。系统软件模块如图2所示，根据惯导系统的注：超站仪主要

8、起跟踪作用，定位结果仅作导航参数和GNSS的定位数据，采用Kalman滤参考。波器实现GNss／INs组合导航数据解算。2．3试验数据采集试验数据采集前准备工作：测定IMU中心、系统初始化模块l—===：，I硬件初始化棱镜中心至GNSS天线中心的两组偏心分量值。数据采集工作：2012年8月