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1、即时定位与制图辅助的INS-GPS组合导航系统第l5卷第4期中国惯性技术2007年8月JournalofChineseInertialTechnology文章编号:1005-6734(2007)04?0431-04Vl01.15NO.4Aug.2007即时定位与制图辅助的INS/GPS组合导航系统曹梦龙,崔平远(1.哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心,黑龙江哈尔滨150001;2.青岛科技大学自主导航与智能控制研究所,山东青岛266042)摘要:即时定位与制图可以在线构建环境特征地图同时利用所建地图辅助定位,可以建立基于特征地图的的地形辅助全自主式导航系统.当GPS信号
2、有效时,导航系统利用INS/GPS组合方式进行精确导航,同时在线建立特征地图,并不断更新修正地图.当GPS信号无效的时候,之前建立的地图用来修正惯导误差,约束惯导误差在一定的范围内,达到精确导航的目的.将及时定位与制图在线制图的功能引入组合导航系统使得该系统具有在线跟踪路标制图和限制系统误差扩延的能力,此性能通过计算机仿真得到验证.关键词:即时定位与制图;INS/GPS组合;地形辅助;自主导航中图分类号:U666.1文献标识码:ASimultaneouslocalizationandmappingaidedINS/GPSnavigationsystemCAOMeng.L
3、ongl～,CUIPing.Yuanl(1.DeepSpaceExplorationResearchCenter,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China;2.InstituteofAutonomousNavigationandIntelligentControl,QingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao266042,China)Abstract:SincetheSimultaneousLocalizationandMapping(SLAM)hasthecapa
4、bilityofonlinebuildingmap,andutilizingthegener~edmaptoaidpositioning,itWasappliedtoestablishamap-basedterrain—aidedautonomousnavigationsystem.IfGPSinformationisavailable,theSLAM-aidedsystemworksinthewayofINS/GPS,andatthesametime,onlinebuildingandupdatingthelandmark-basedmapusingINS/GPSso
5、lution.IfGPSisnotavailable,thepreviouslynewlygeneratedmapisusedtoconstraintheINSerrors.ThecomputersimulationverifiedthattheSLAM-augmentedINs/aP.ssystemhascapabilitiesofonlinetrackinglandmarkandmapping,andCanconstrainthesystem'SerrorwhenGPSisunavailable.Keywords:simultaneouslocalizationan
6、dmapping;INS/GPS;terrainaided;autonomousnavigation全球定位系统(GPS)与捷联式惯性导航系统(SINS)具有极强的功能互补性,二者的组合系统INS/GPS日益成为导航领域研究的热点.INS(InertialNavigationSystem)技术具有自主导航能力,不需要任何外界电磁信号就可以独立给出载体的姿态,速度和位置信息,抗外界干扰能力强.但是,INS定位误差随时间的延续不断增大,即误差积累,漂移大.INS/GPS组合能够充分发挥各自的优点,实现在高动态和强干扰的复杂环境下实时,高精度的导航定位[2】.尤其是在人为干扰
7、,山区丛林,城市峡谷情况下,单独用GPS导航会因为遮挡而无法实现定位的问题.将INS/GPS组合技术用于此种环境进行导航定位,能较好地解决了这一难题.当GPS信号受到高强度干扰,或当卫星系统接收机出现故障时,尽管INS系统可以独立地进行导航定位,但是由于INS误差的积累,即使是持续较短时间的GPS信号失效也会引起较大的导航误差.研究基于地形辅助的导航系统,改变对GPS的依赖程度,通过地图辅助修正惯导的误差成为当前活跃的研究领域",然而基于地形辅助的导航系统需要有高精度的卫星地图,在一些特殊的未知环境中,高精度的卫星地图往往不易得到.收稿1
