GPS/INS组合导航系统的研究 被引量：11

1

作者 高宪军 翟林培 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第2期146-150,共5页

讨论了飞机惯性导航系统(INS)与全球卫星导航系统(GPS)的利与弊以及卡尔曼滤波方法在组合定位中的应用情况,进一步提出了基于神经网络数据融合方法的GPS/INS组合导航系统。系统神经网络结构采用单隐层的三层神经网络,输入输出神经元数目... 讨论了飞机惯性导航系统(INS)与全球卫星导航系统(GPS)的利与弊以及卡尔曼滤波方法在组合定位中的应用情况,进一步提出了基于神经网络数据融合方法的GPS/INS组合导航系统。系统神经网络结构采用单隐层的三层神经网络,输入输出神经元数目是4个,基于256个训练样本由经验公式求得隐层神经元数目为8个,同时还建立了惯导系统的数学模型和数据融合的数学模型。给出了利用MATLAB编制的神经网络训练程序并对这一神经网络进行了训练和仿真。实验表明,组合导航系统经度误差可达9m,纬度误差可达8m,与单独GPS定位和INS定位相比精度得到了提高。 展开更多

关键词 惯性导航系统 神经网络 数据融合 GPS ins 全球卫星导航系统 卡尔曼滤波 组合定位

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GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化 被引量：1

2

作者 姚东雨 聂桂根 +2 位作者 樊静 张全 牛小骥 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期154-164,共11页

针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误... 针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。 展开更多

关键词 组合导航 惯性测量单元(IMU) 参数优化 权重分配 全球卫星导航系统(gnss) 惯性导航系统(ins)

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城市遮挡与多路径环境下GNSS/INS组合定位方法 被引量：1

3

作者 周勇 王鹤 王剑 《导航定位学报》 北大核心 2025年第1期113-118,共6页

为了进一步提高全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航在城市遮挡与多路径环境下的定位精度,提出一种基于自适应滤波的GNSS/INS组合导航定位提升方案:结合改进的自适应滤波算法,对多路径及遮挡物环境下的信号干扰问题进行研... 为了进一步提高全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航在城市遮挡与多路径环境下的定位精度,提出一种基于自适应滤波的GNSS/INS组合导航定位提升方案:结合改进的自适应滤波算法,对多路径及遮挡物环境下的信号干扰问题进行研究,以提高GNSS/INS组合导航定位的精度;然后通过改进自适应抗差滤波、新息异常判断及更合理地构建抗差因子,实现整合改进自适应滤波算法的GNSS/INS组合导航定位系统构建;最后在构建GNSS/INS组合导航定位整体系统框架的基础上,对系统关键技术包括改进的双窗口自适应滤波及新息占比的判断进行阐述。实验结果表明,通过对姿态角精度的提升效果及N、E、U三向位置误差减少情况2个方面进行对比,提出的方案对GNSS/INS组合导航定位的定位精度提升效果明显,运行更加可靠稳定。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss)/惯性导航系统(ins)组合导航 定位精度 松组合 新息异常 自适应滤波

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基于递归模糊小波神经网络的INS-GNSS组合导航算法 被引量：8

4

作者 于仁海 曹春燕 +1 位作者 张闯 房美含 《上海海事大学学报》 北大核心 2021年第2期8-14,共7页

为提高惯性导航系统(inertial navigation system,INS)与全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)相结合的组合导航系统在GNSS中断期间的精度,提出一种基于递归模糊小波神经网络(recurrent fuzzy wavelet neural net... 为提高惯性导航系统(inertial navigation system,INS)与全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)相结合的组合导航系统在GNSS中断期间的精度,提出一种基于递归模糊小波神经网络(recurrent fuzzy wavelet neural network,RFWNN)的启发式神经网络结构,用于INS的速度和位置误差补偿。在GNSS正常工作时,利用INS-GNSS数据将RFWNN训练成一个高精度的预测模型;在GNSS中断期间,利用被训练好的RFWNN模型补偿INS的速度和位置误差。为对所提出的RFWNN辅助INS-GNSS的性能进行评估,进行实船试验,结果表明利用RFWNN能够有效地对GNSS中断时的速度和位置信息进行高精度修正。 展开更多

关键词 惯性导航系统(ins) 全球卫星导航系统(gnss) 递归模糊小波神经网络(RFWNN)

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欺骗干扰影响下GNSS/INS松组合与紧组合比较 被引量：6

5

作者 张超 吕志伟 +2 位作者 柯晔 艾宏岩 田丹 《导航定位学报》 CSCD 2022年第5期18-24,共7页

全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)的组合导航系统常采用松组合与紧组合2种模式,通过分析比较松组合与紧组合在欺骗干扰环境下的导航精度与系统鲁棒性,有助于用户选取最佳的组合模式应对欺骗干扰。首先介绍了GNSS/INS松组合与... 全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)的组合导航系统常采用松组合与紧组合2种模式,通过分析比较松组合与紧组合在欺骗干扰环境下的导航精度与系统鲁棒性,有助于用户选取最佳的组合模式应对欺骗干扰。首先介绍了GNSS/INS松组合与紧组合的数学模型;然后根据欺骗干扰原理,建立了欺骗模型;最后通过仿真试验,对比分析了松组合与紧组合在欺骗干扰环境下的导航精度与系统鲁棒性。仿真结果表明:在欺骗干扰环境下,紧组合相比松组合的导航精度不具有明显优势,但紧组合的鲁棒性优于松组合。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 惯性导航系统 紧组合 松组合 导航精度 鲁棒性

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三频差分GNSS/INS紧组合模型 被引量：4

6

作者 肖凯 孙付平 王浩源 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期180-186,共7页

北斗卫星导航系统已经提供三频信号的位置服务。针对目前尚无关于北斗三频信号的GNSS/INS紧组合研究的现状,将三频模糊度解算算法与紧组合结合,构建了三频差分GNSS/INS紧组合模型。给出了新模型的观测方程和模糊度解算方法,分析了新模... 北斗卫星导航系统已经提供三频信号的位置服务。针对目前尚无关于北斗三频信号的GNSS/INS紧组合研究的现状,将三频模糊度解算算法与紧组合结合,构建了三频差分GNSS/INS紧组合模型。给出了新模型的观测方程和模糊度解算方法,分析了新模型的优点。进行了车载组合导航实验对比新模型与经典模型,结果表明:新模型的解算时间消耗远少于经典模型,在9颗可视卫星时,新模型的总解算时间仅为经典模型的55.53%;卫星数的增加对新模型解算时间的影响不显著;新模型能够获得和经典模型相当的精度,位置差别均方根在毫米级,速度差别均方根在厘米级,姿态差别均方根在0.01°级别。新模型利用了三频模糊度解算速度快的优点,又有效地削弱了其不稳定性对定位结果的影响,为基于三频信号的GNSS/INS紧组合做了前沿性研究。 展开更多

关键词 gnss/ins 紧组合 三频模糊度解算算法 北斗卫星导航系统 三频信号

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复杂环境下GPS+BDS-3 PPP/INS紧组合算法性能分析 被引量：1

7

作者 屈昂 宋敏 +1 位作者 柴艳菊 张祎贺 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期38-45,共8页

针对城市复杂环境下精密单点定位(PPP)连续高精度定位受限的问题,本文基于北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)与全球定位系统(GPS)双系统,利用PPP与惯性导航系统(INS)紧组合算法来改善城市复杂环境下定位性能。通过构建GPS+BDS-3双系统PPP... 针对城市复杂环境下精密单点定位(PPP)连续高精度定位受限的问题,本文基于北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)与全球定位系统(GPS)双系统,利用PPP与惯性导航系统(INS)紧组合算法来改善城市复杂环境下定位性能。通过构建GPS+BDS-3双系统PPP/INS紧组合滤波模型,分别对GPS PPP、GPS+BDS-3 PPP、GPS PPP/INS紧组合、GPS+BDS-3PPP/INS紧组合4种方案在城区开阔、复杂环境下的定位、测速、定姿性能进行了分析和评估。实验结果表明,开阔环境下PPP/INS紧组合相比PPP定位精度略有提升;而在复杂环境下PPP/INS紧组合可显著解决PPP定位结果连续性和有效性较差的问题;引入BDS-3后,PPP/INS紧组合导航性能进一步提升,GPS+BDS-3 PPP/INS紧组合相比GPS PPP/INS紧组合,在东、北、天方向上,开阔环境下定位精度分别提升18.5%、32.7%、43.2%,复杂环境下定位精度分别提升35.9%、49.1%、56.5%。 展开更多

关键词 北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3) 精密单点定位(PPP) 惯性导航系统(ins) 紧组合 测速定姿

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旋转GNSS双天线/MIMU紧组合系统算法

8

作者 蔡体菁 赵梓超 张春霞 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第1期166-170,共5页

为了提高旋转全球卫星导航系统(GNSS)短基线双天线/微惯性测量单元(MIMU)组合系统的定向精度,该文构建了其紧组合系统。紧组合算法将GNSS的伪距、伪距率和载波相位作为旋转GNSS双天线/MIMU组合系统的观测量,用扩展卡尔曼滤波进行估计,... 为了提高旋转全球卫星导航系统(GNSS)短基线双天线/微惯性测量单元(MIMU)组合系统的定向精度,该文构建了其紧组合系统。紧组合算法将GNSS的伪距、伪距率和载波相位作为旋转GNSS双天线/MIMU组合系统的观测量,用扩展卡尔曼滤波进行估计,估计得到的状态量对系统进行闭环反馈,最后得到组合系统的定向结果。对旋转GNSS双天线/MIMU组合导航系统的船载试验数据进行了紧组合离线解算,结果表明,当GNSS基线为0.3 m时,组合系统的航向误差小于1°,俯仰角和横滚角误差小于0.1°。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss) 双天线 紧组合 旋转定向 短基线

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复杂环境下GNSS/INS紧组合垂直振动监测精度评估 被引量：6

9

作者 任钊 戴吾蛟 +2 位作者 余文坤 郑斌 潘林 《导航定位学报》 CSCD 2022年第4期81-88,共8页

桥梁主体结构垂直方向的动态位移能直接反映其在车辆等荷载作用下的状态变化,也是桥梁结构健康监测的重要内容之一。全球卫星导航系统(GNSS)已在桥梁动态位移监测中得到推广应用,但其信号容易受到桥梁缆索、桥塔、过往车辆等障碍物的遮... 桥梁主体结构垂直方向的动态位移能直接反映其在车辆等荷载作用下的状态变化,也是桥梁结构健康监测的重要内容之一。全球卫星导航系统(GNSS)已在桥梁动态位移监测中得到推广应用,但其信号容易受到桥梁缆索、桥塔、过往车辆等障碍物的遮挡和干扰,影响监测精度。将惯性导航系统(INS)与GNSS组合进行监测,一定程度上增强了抗干扰能力,但也会因为GNSS信号质量的下降而影响对惯性传感器累积误差的校正。为正确评估复杂环境下GNSS/INS紧组合垂直振动监测精度,利用振动台设置幅值已知的振动,并在开阔环境、各种模拟遮挡环境以及多径环境中进行测试。结果表明,在开阔环境中,紧组合解算模式相比于GNSS动态单历元解算精度略有提升;而在复杂遮挡环境下,随着GNSS可视卫星数减少,紧组合解算对定位结果精度的提升效果可以达到15%;在多径环境下,INS增加了集成系统的抗干扰能力。 展开更多

关键词 垂直振动监测 全球卫星导航系统 惯性导航系统 紧组合 结构健康监测

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BDS-3 PPP/INS紧组合周跳探测及修复方法

10

作者 宋德彪 孙付平 +2 位作者 肖凯 柯晔 于圆 《导航定位学报》 CSCD 2023年第2期117-123,共7页

针对载波相位观测值在实际测量中存在整周数跳变的问题,提出一种BDS-3PPP/INS紧组合周跳探测及修复方法:在北斗三号卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)紧组合模型基础上,构建星间历元差分宽巷检测量及星间差分电... 针对载波相位观测值在实际测量中存在整周数跳变的问题,提出一种BDS-3PPP/INS紧组合周跳探测及修复方法:在北斗三号卫星导航系统(BDS-3)精密单点定位(PPP)/惯性导航系统(INS)紧组合模型基础上,构建星间历元差分宽巷检测量及星间差分电离层残差检测量,以实现INS辅助BDS-3周跳探测与修复;分析可知,星间历元差分宽巷检测量利用INS短时间高精度特性,求得卫星—接收机几何距离,但无法探测等周周跳,而星间差分电离层残差检测量可消除几何距离误差,但无法探测特殊比例周跳,所以将2种方法联合实现优势互补,可以实现对所有周跳的探测以及探测后的瞬时修复。实验结果表明,所提方法在连续历元或一定中断时长内能够探测大、小、等比、特殊比例周跳,同时在中断10 s内可以实现周跳探测后的完全修复,20 s内实现部分修复。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统(BDS) 精密单点定位(PPP) 紧组合 周跳探测与修复 惯性导航系统(ins)

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惯导辅助GNSS整周模糊度快速固定 被引量：2

11

作者 姜冬致 陶庭叶 朱新宇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第9期1238-1243,共6页

为了实现高精度全球定位系统(global positioning system,GPS)动态相对定位,文章根据惯性导航系统(inertial navigation system,INS)短时间内精度较高,不易受到外界干扰的特点,提出使用INS输出的位置信息辅助确定整周模糊度算法。在分析... 为了实现高精度全球定位系统(global positioning system,GPS)动态相对定位,文章根据惯性导航系统(inertial navigation system,INS)短时间内精度较高,不易受到外界干扰的特点,提出使用INS输出的位置信息辅助确定整周模糊度算法。在分析INS精度的基础上,利用INS辅助确定模糊度,比较恢复整周模糊度所需要的时间,评估加入INS对固定整周模糊度的帮助。实验结果表明,如果出现短时间的信号失锁,在INS的辅助下,固定模糊度所需要的时间可以被大幅度缩短;当信号失锁持续2s内时,整周模糊度可以被瞬时恢复。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss) 整周模糊度 惯性导航系统(ins) 动态相对定位

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IMU精度对欺骗检测算法的影响分析 被引量：1

12

作者 李星童 王怡晨 《导航定位学报》 CSCD 2023年第6期87-92,163,共7页

针对全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)紧组合导航系统对抗欺骗干扰的常用方法基于新息的欺骗检测算法中,正常情况下,新息向量服从零均值的高斯分布,当受到欺骗干扰时均值不再为零,进而影响欺骗干扰检测效果,且由于INS惯性测量... 针对全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)紧组合导航系统对抗欺骗干扰的常用方法基于新息的欺骗检测算法中,正常情况下,新息向量服从零均值的高斯分布,当受到欺骗干扰时均值不再为零,进而影响欺骗干扰检测效果,且由于INS惯性测量单元(IMU)精度造成的位置误差也会影响新息向量的均值等问题,开展IMU精度对欺骗检测算法的影响分析:提出GNSS/INS紧组合模型与欺骗干扰模型;然后分析IMU精度对欺骗检测算法的影响,以及INS误差传播对观测新息的影响。实验结果表明,不同IMU精度对伪距估计值的影响,导致新息检测量在无欺骗干扰时不再是零均值;使用基于新息的欺骗检测算法对于IMU精度有要求,随着卡尔曼(Kalman)滤波状态传播间隔与检测窗口缩短,对于IMU精度的要求降低。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss)/惯性导航系统(ins)紧组合 惯性测量单元(IMU)精度 欺骗检测算法 状态传播间隔

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