慣性導航在GNSS導航中的應用

慣性導航系統(tǒng)（INS，以下簡稱慣導）是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的一種自主式導航系統(tǒng)，主要由陀螺儀和加速度計兩部分組成。

一、什么是慣性導航

慣性導航系統(tǒng)（INS，以下簡稱慣導）是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的一種自主式導航系統(tǒng)，不過這個名詞本身與GNSS（全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）導航?jīng)]有任何關系。

慣導系統(tǒng)由陀螺儀和加速度計兩部分組成：

1.陀螺儀有穩(wěn)定指向一個方向的性質，并且不與外界的運動相關聯(lián)。將這樣的設備裝在方向發(fā)生轉動的物體上時，就可以測量出物體轉動的角度。

2.加速度計能夠測出物體運動的加速度值，配合時間記錄，根據(jù)s=（1/2）a*t^2即可計算出距離。至于說加速度值一致在變化？那就積分唄。

三軸陀螺儀分別指向坐標軸中的xyz軸，在這三軸上再加上加速度計，就組成了慣性導航裝置。通過三軸角度變化，三軸距離累計，就可以測量出物體在三維空間中的三軸位置移動，即三維空間位移，但是你會發(fā)現(xiàn)這樣的裝置只能測量出相對位移，即在時間記錄中某兩個時刻之間的位移。

二、慣導與GNSS導航

GNSS導航，是根據(jù)GPS/BD提供的位置信息，以及導航前規(guī)劃的線路，指引用戶行駛的一個系統(tǒng)。

我們知道，GPS/BD是通過接收衛(wèi)星發(fā)送的信號計算出自身位置的，當衛(wèi)星被遮擋后，定位設備就無法定位了。遮擋可能是多種情況，比如經(jīng)過高架橋、隧道等。這時候可能會出現(xiàn)導航中的車位圖標不動了，直到車開到開闊地帶會看到位置一下子跳過去。

另外也會通過速度、時間、距離的關系，根據(jù)最后一次衛(wèi)星信號計算的速度，來推測可能的位置從而繼續(xù)實現(xiàn)導航。但是如果車輛加減速變化較大時，最終推測位置和當前實際位置偏差也會很大，但不管怎樣這都會帶給用戶不好的體驗。

而慣導與GNSS相組合的應用，既解決了GNSS設備在丟星情況下失去導航位置的問題，又解決了單純慣導設備只有相對位移的困擾。在GNSS設備定位精度下降時，使用慣導設備補償計算導航位置；在慣導設備精度下降時，使用GNSS設備補償計算位置。

在導航領域，GNSS跟慣導的結合能很好地解決了隧道、高樓、橋底或者樹林等遮擋環(huán)境下的定位行駛問題。不過由于慣導設備也有其自身的技術缺點（影響慣導系統(tǒng)誤差的主要是時間和溫度，并且累加起來的誤差很容易擴大），所以長時間的導航仍然有很大的困難。

如今，GNSS已成為眾多應用程序中的領先定位技術，并且在過去30年中，地理空間行業(yè)的技術進步令人印象深刻。簡而言之，迄今為止已引入了三種不同的GNSS解決方案：高端RTK流動站，手持式GIS數(shù)據(jù)收集器和機器控制系統(tǒng)。
責任編輯：YYX