GPS/INS组合导航算法设计与仿真

"本文档主要探讨了INS/GPS组合导航算法的设计和实现，旨在通过结合惯性导航系统（INS）和全球定位系统（GPS）的优势，提高导航系统的精度和可靠性。作者利用VC++6.0开发了一个仿真平台，对飞行器的各种飞行状态进行模拟，并通过MATLAB对结果进行分析。" 在现代导航技术中，单一的导航系统往往无法满足复杂环境下的需求。组合导航技术应运而生，它结合了多种导航方式，如本文档重点讨论的INS和GPS。INS具有自主性强、精度高、实时性好的特点，但长期使用后误差会逐渐累积。而GPS系统则能提供全球覆盖、高精度且误差不随时间增长的定位服务，但易受飞行机动、动态范围限制和干扰的影响，更新频率低，不适合实时控制。 GPS/INS组合导航系统克服了各自弱点，通过互补提高了整体性能。在设计中，GPS的数据用于校正INS的漂移，以保持长期稳定性和精度。随着微机电系统（MEMS）技术的进步，低成本的惯性传感器使得组合导航系统更加经济实惠。 文章进一步阐述了INS/GPS组合系统的主要功能，包括实时测量飞行器的运动参数，如角速率、加速度、速度、位置和姿态，执行惯性导航解算，以及融合GPS数据以修正导航信息。这种组合系统可以为飞行器提供精度适中、性价比高的导航解决方案。 在实现部分，作者利用VC++6.0编程语言构建了仿真环境，模拟飞行器的各种飞行模式，如平飞、加速、减速、上升、下降和转弯。通过预设的飞行参数，仿真系统能够输出飞行状态信息。之后，使用MATLAB对仿真结果和实际飞行数据进行对比分析，以验证组合导航算法的有效性和准确性。 该文档深入探讨了GPS/INS组合导航的原理、设计方法和实际应用，对于理解组合导航系统的运作机制和优化策略具有重要意义，同时也提供了实施此类系统的实用指南。