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組合導航的松組合和緊組合

松組合指的是GPS接收機使用導航濾波器把偽距和載波相位觀測值處理成獨立的位置,速度導航解,把GPS位置,速度數據作為觀測量直接輸入到卡爾曼濾波器中,執行遞歸最小二乘估計,並對慣導進行導航修正;GPS和慣導作為兩套獨立的位置和姿態參數輸入到組合導航框架中,組合導航框架與GPS和慣導之間存在反饋回路,最終產生單壹的組合導航解。

其特點是:用GPS觀測值修正系統輸出的導航解;使用慣導誤差狀態反饋來改正下壹歷元的慣導導航解。

GPS接收機的位置和速度觀測量解算出來的組合定位結果會受到壹些限制。如果GPS的解算出現中斷,系統仍能夠生成GPS/IMU的組合結果(反向平滑算法),但是位置精度會隨著時間的推移而降低,知道GPS的解算再次收斂。如果GPS接收機僅僅接收到了三顆衛星,但是在差分模式下至少需要4顆衛星,那麽GPS接收機不能計算出導航解,GPS輔助慣導的卡爾曼濾波器收到的數據是沒有GOS接收機輔助的數據;也不管接收機是否跟蹤衛星,是否輸出偽距和載波相位觀測值。

緊組合指的GPS和IMU不作為獨立的系統,而僅僅作為壹個測量傳感器;利用IMU輸出到位置和速度信息來估計GPS的偽距和偽距率,與GPS輸出值相比較,用差值構造觀測方程,經卡爾曼濾波,獲得精確的導航解。

緊組合方式的特點:GPS給IMU提供精確的位置和速度信息,幫助克服IMU的漂移誤差積累;IMU給GPS提供實時的位置和速度信息,輔助GPS跟蹤回路,提高GPS動態跟蹤能力和抗幹擾能力;在IMU的輔助下,利用GPS接收到盡可能多的衛星信息來提高濾波修正的精度,同時也能對GPS接收機信息的完整性進行檢測。他是壹種算法復雜,先進的組合方式。

① 在部分衛星失鎖的情況下,緊組合策略使用壹個歷元就可以結算處模糊度數,POSLV緊組合具有修復整周模糊度數的能力;

② 緊組合系統在GPS接收機信號無失鎖或者短時失鎖情況下,POSLV數據的實時導航定位精度能夠達到厘米級。GPS失鎖時間較長時,采用緊組合POSLV實時處理方式,利用個別有效衛星的歷元就可以修復整周模糊度,POSLV實時處理定位精度達到分米級;

③ 與松組合相比,緊組合的優勢是可見衛星數少於4顆時,這些觀測值能夠給慣導提供連續地解算服務,改善定位精度。緊組合策略采用GPS和IMU互相輔助,可以獲得抗差性好的位置和姿態。在城市峽谷,POSLV緊組合技術仍然能夠提供連續地導航服務,IMU繼續提供地漂移的精度解算,GAMS和DMI輔助能抑制額外的誤差漂移。POSLV緊組合技術能減少松組合的限制,能完成高精度的移動測量與定位。