杨元喜-组合导航与融合导航简本

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1、组合导航与融合导航的发展杨元喜11、概述组合导航——同一平台、多传感器实施互补、互验、互校的导航系统。特点：各传感器独立输出导航信息。融合导航——同一平台、多传感器实施信息融合的导航系统。特点：多传感器、统一输出导航信息。组合导航一般强调硬件的最佳组合；融合导航一般强调多传感器数据融合算法；融合导航与组合导航既有联系又有区别，融合导航首先基于组合导航。1.1概念1、概述（续）重磁导航（重力导航、磁力导航）现有导航系统全球卫星导航定位系统（GPS、GLONASS、GALILEO、BD）惯性导航（包括惯性导航INS、航位推算导航DR）天文导航系统（CNS）匹配导航（地形匹配导航、影像匹配导航

2、）1.2分类2.1卫星导航的发展2、卫星导航的发展即存在的问题卫星定位系统是一种天基无线电导航系统。它能够在全球范围，为多个用户，全天候、实时、连续地提供高精度三维位置、速度及时间信息。美国：GPS；俄罗斯：GLONASS；目前己经投入运营或正在建设的几个主要的卫星导航系统有：欧空局：GALILEO；中国：COMPASS。结论：GPS不能保证安全、连续、精确、可靠导航美国2000年之后每年都将审议一次SA政策；美国军方声称随时都有可能改变GPS政策；GPS的系统信号在高纬度地区经常出现盲区；美国国防部曾强调，限制敌人在战时利用GPS。1）美国GPS可能存在问题2.2卫星导航存在的问题2、

3、卫星导航的发展即存在的问题与GPS相比，GLONASS因运行时间短，用户尚少，目前还不具备象GPS增强系统和IGS网络长期不间断的观测信息支持。GPS接收机市场十分活跃，产品不断翻新，而GLONASS目前还未达到这一水平，且GLONASS接收机供应严重不足。此外，因为没有GLONASS卫星的精确轨道源数据，故无法测定精度。与GPS相比这是GLONASS的个一主要缺陷。2）GLONASS存在的主要问题2.2卫星导航存在的问题（续）2、卫星导航的发展即存在的问题“伽利略计划”是由欧盟委员会和欧洲空间局共同发起并组织实施的欧洲民用卫星导航计划，它受多个国家政策和利益的制约，政策具有摇摆性。由于

4、欧盟受美国的影响极大，“伽利略计划”本身的独立性值得怀疑；GALILEO计划目前已经延后，考虑到目前的金融危机，未来的GALILEO如何发展现在还看不清楚。2.2卫星导航存在的问题（续）3）GALILEO存在的主要问题2、卫星导航的发展即存在的问题北斗一代系统由三颗地球同步卫星、一个地面控制中心及各类用户接收机组成。“北斗一号”覆盖范围小，服务区由东经70度至东经145度，北纬5度到北纬55度，覆盖我国和周边地区。“北斗一号”采用双星定位技术，只能为终端用户提供经度和纬度，无法为用户提供所在高度的数据，因此需要预先存储需定位目标的地面高程信息，并通过与地面中心站的联系才能推算高度。3）北

5、斗卫星定位系统可能存在的问题2.2卫星导航存在的问题（续）2、卫星导航的发展即存在的问题由于地面高程精度不高，且卫星数量少，无冗余信息，定位精度和可靠性不高。用户必须向地面中心站申请定位，才能获得定位信息，于是用户的隐蔽性成问题。由于地面中心站是北斗一代的核心，地面中心站一旦遭攻击，整个卫星系统将陷入瘫痪。北斗一号用户受限，用户过多会造成信道拥挤；信号需双向传送，很难满足高动态定位要求；3）北斗卫星定位系统可能存在的问题2、卫星导航的发展即存在的问题接收机生产厂家生产的接收机也必须入网注册，否则无法定位；接收机必须经过特许部门的测试才有市场准入；接收机市场竞争局面很难打开；接收机电磁待机

6、时间短，很难用于长时间野外导航定位与通讯；BD跟踪站只限在境内，于是轨道精度也受限。3）北斗卫星定位系统可能存在的问题2、卫星导航的发展即存在的问题2.3北斗二代展望“北斗一号”卫星的寿命即将到限，发展新一代北斗卫星势在必行。二代COMPASS，可望实现全球导航定位。必须解决防欺骗、防干扰、兼容性、互操作、降低发射功率等问题；需解决全球跟踪问题。2、卫星导航的发展即存在的问题与外界不发生任何光、电和磁联系——隐蔽性好；工作不受气象条件的限制——可用性强；完全依靠运动载体设备自主完成导航任务——自主性好；能够提供比较齐全的导航参数——参数齐全；目前已广泛应用于潜艇、水面舰艇、军用飞机、战略

7、导弹和战术导弹、战车和人造卫星等领域——应用面广。3.1惯性导航的优点3、惯性导航特点系统精度主要取决于惯性测量元件，导航参数的误差随时间而积累，不适宜长时间导航。一般惯导系统的加热和初始对准所需时间较长，很难满足远距离、高精度导航和其它特定条件下的快速反应要求。3.2惯性导航的缺点位置误差速度误差3、惯性导航（续）4、天文导航根据天体来测定飞行器位置和航向的导航技术。即以天体为参考点，确定飞行器在空中的真航向。天体的坐标位置和它的