捷聯慣導演算法心得

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涓嶇℃槸鐗╃悊騫沖彴榪樻槸鏁板﹀鉤鍙幫紝褰撲綘鎷ユ湁浜嗚繖涓騫沖彴涔嬪悗錛屽氨鍙浠ュ厛紜瀹氬垵濮嬩綅緗閫熷害鍜屽Э鎬侊紝鐒跺悗灝嗘儻鎬у櫒浠惰緭鍑虹Н鍒嗗啀縐鍒嗕竴姝ユュ姞涓婂幓錛岃幏鍙栬澆浣撶殑浣嶇疆閫熷害鍜屽Э鎬佷俊鎮浜嗐傚綋鐒跺傛灉瀹為檯榪欐牱鍋氾紝浼氶潰瀵瑰緢澶氭柊闂棰橈紝闇瑕佷竴涓鍔犱互瑙ｅ喅銆
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❷ 什麼是慣性導航技術，慣性導航是如何實現的

慣性導航是以牛頓力學定律為基礎，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標中，就能夠得到在導航坐標中的速度、偏航角和位置等信息。但慣性導航系統由於陀螺儀零點漂移嚴重，車輛震動等因素，導致無法通過直接積分加速度獲得高精度的方位和速度等信息，即現有的慣性導航系統很難長時間獨立工作。

慣導模塊是指採用GNSS(BDS/GPS系統聯合定位)/INS組合導航定位技術，憑借高精度六軸慣性器件和成熟的慣性演算法，無需里程計或速度信號接入，且無嚴格安裝要求，即使在隧道、車庫等弱信號環境下也能為車輛提供高精度的定位模塊。

慣導模塊SKM-4DX工作原理：

在車載導航中接入基於GNSS/INS組合導航定位的高性能車載組合慣導模塊SKM-4DX，充分利用慣性導航系統和衛星導航系統優點，憑借高精度六軸慣性器件和成熟的慣性演算法，無需里程計或速度信號接入，獲得最優的導航結果；尤其是當衛星導航系統無法工作時，利用慣性導航系統使得導航系統繼續工作，保證導航系統的正常工作，提高車載導航系統的穩定性和可靠性。

❸ 如何理解捷聯慣導演算法

慣性技術是慣性導航技術、慣性制導技術、慣性儀表技術、慣性測量技術以及慣性測試設備和裝置技術的統稱。它在國防科技中佔有非常重要的地位，廣泛的運用於航天、航空、航海等軍事領域；隨著慣性技術和計算機技術的不斷發展以及成本降低，近幾年來，許多國家將其應用領域擴大到民用領域，並發展開辟了更廣闊的前景，例如廣泛應用於地震、地籍、河流、油田的測量以及攝影、繪圖和重力測量等方面。
捷聯式慣導的特點
「捷聯（Strapdown）」這一術語的英文原義就是「捆綁」的意思。因此，所謂捷聯慣性系統也就是將慣性敏感元件（陀螺和加速度計）直接「捆綁」在運載體的機體上，從而完成制導和導航任務的系統。
與系統相比，捷聯系統有如下特點：
1） 捷聯系統敏感元件便於安裝、維修和更換；
2） 捷聯系統敏感元件可以直接給出艦船坐標系的所有導航參數，提供給導航、穩定控制系統和武備控制系統；
3） 捷聯系統敏感元件易於重復布置，從而在慣性敏感元件級別上實現冗餘技術，這時提高性能和可*性十分有利；
4） 捷聯系統去掉了常平架，消除了穩定穩定過程的各種誤差同時減小系統體積。
捷聯系統把敏感元件直接固定在載體上導致慣性敏感元件工作環境惡化，降低了系統的精度。因此，必須採取誤差補償措施，或採用新型的光學陀螺。隨著電子計算機技術、精密加工技術以及光電技術等的進步，捷聯慣導系統越發顯示它的光明前途。

❹ 哪位大神有GPS與捷聯慣導組合導航的卡爾曼濾波演算法的matlab模擬程序

在下面的模擬的代碼中，理想的觀測量不是真實數據，而是自生成的正弦波數據，在真實的應用場景中，應該是一系列的參考數據。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 卡爾曼濾波器在INS-GPS組合導航中應用模擬
% Author : lylogn
% Email : [email protected]
% Company: BUAA-Dep3
% Time : 2013.01.06
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 參考文獻:
% [1]. 鄧正隆. 慣導技術, 哈爾濱工業大學出版社.2006.
clear all;
%% 慣性-GPS組合導航模型參數初始化
we = 360/24/60/60*pi/180; %地球自轉角速度，弧度/s
psi = 10*pi/180; %psi角度 / 弧度
Tge = 0.12;
Tgn = 0.10;
Tgz = 0.10; %這三個參數的含義詳見參考文獻
sigma_ge=1;
sigma_gn=1;
sigma_gz=1;
%% 連續空間系統狀態方程
% X_dot(t) = A(t)*X(t) + B(t)*W(t)
A=[0 we*sin(psi) -we*cos(psi) 1 0 0 1 0 0;
-we*sin(psi) 0 0 0 1 0 0 1 0;
we*cos(psi) 0 0 0 0 1 0 0 1;
0 0 0 -1/Tge 0 0 0 0 0;
0 0 0 0 -1/Tgn 0 0 0 0;
0 0 0 0 0 -1/Tgz 0 0 0;
0 0 0 0 0 0 0 0 0;
0 0 0 0 0 0 0 0 0;
0 0 0 0 0 0 0 0 0;]; %狀態轉移矩陣
B=[0 0 0 sigma_ge*sqrt(2/Tge) 0 0 0 0 0;
0 0 0 0 sigma_gn*sqrt(2/Tgn) 0 0 0 0;
0 0 0 0 0 sigma_gz*sqrt(2/Tgz) 0 0 0;]';%輸入控制矩陣
%% 轉化為離散時間系統狀態方程
% X(k+1) = F*X(k) + G*W(k)
T = 0.1;
[F,G]=c2d(A,B,T);
H=[1 0 0 0 0 0 0 0 0;
0 -sec(psi) 0 0 0 0 0 0 0;];%觀測矩陣
%% 卡爾曼濾波器參數初始化
t=0:T:50-T;
length=size(t,2);
y=zeros(2,length);
Q=0.5^2*eye(3); %系統雜訊協方差
R=0.25^2*eye(2); %測量雜訊協方差
y(1,:)=2*sin(pi*t*0.5);
y(2,:)=2*cos(pi*t*0.5);
Z=y+sqrt(R)*randn(2,length); %生成的含有雜訊的假定觀測值，2維
X=zeros(9,length); %狀態估計值，9維
X(:,1)=[0,0,0,0,0,0,0,0,0]'; %狀態估計初始值設定
P=eye(9); %狀態估計協方差
%% 卡爾曼濾波演算法迭代過程
for n=2:length
X(:,n)=F*X(:,n-1);
P=F*P*F'+ G*Q*G';
Kg=P*H'/(H*P*H'+R);
X(:,n)=X(:,n)+Kg*(Z(:,n)-H*X(:,n));
P=(eye(9,9)-Kg*H)*P;
end
%% 繪圖代碼
figure(1)
plot(y(1,:))
hold on;
plot(y(2,:))
hold off;
title('理想的觀測量');
figure(2)
plot(Z(1,:))
hold on;
plot(Z(2,:))
hold off;
title('帶有雜訊的觀測量');
figure(3)
plot(X(1,:))
hold on;
plot(X(2,:))
hold off;
title('濾波後的觀測量');

❺ 捷聯式慣性導航系統是什麼

捷聯慣導系統（SINS）是在平台式慣導系統之上發展來的，它是一種無框架系統，是由三個速率陀螺、三個線加速度計和微型計算機組成。捷聯慣導系統的陀螺和加速度計直接固連在載體上作為測量標准，它跟平台式慣導系統區別就在於不再由機電平台，而是在計算機內建立一個數學平台，其飛行器姿態數據通過計算機得到。
(1)捷聯式慣性導航系統 在工作時不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到破壞，是一種無框架自主式導航系統。
(2)省去了機械平台，陀螺儀和加速度計直接安裝在飛行器上，使系統體積小、重量輕、成本低、維護起來也比較方便。但陀螺儀和加速度計直接承受飛行器的振動、沖擊和角運動，因而會產生附加的動態誤差。這對陀螺儀和加速度計就有更高的要求。
(3)儀器測出信號後，要通過計算機的計算，才能得出所需要的導航參數。這種系統需要進行坐標變換，而且必須進行實時計算，因而要求計算機具有很高的運算速度和較大的容量。
針對慣性導航系統成本較高精度低無法廣泛使用,Yach正在設計一種新型的自主式慣性導航系統,採用DSP作為導航解算和控制的核心處理器.導航解算演算法利用四元 數理論進行編寫,進而確定載體的速度、位置和姿態。使捷聯式慣導的成本降低、精度更加准確，希望捷聯式慣性導航能更快的出現在市場上，更多捷聯式慣導的內容，雅馳實業！

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