SITAN：桑迪亚惯性地形辅助导航系统及其原理

"桑迪亚惯性地形辅助导航系统(SITAN)是一种创新的导航技术，旨在通过结合惯性导航系统(INS)和雷达地形轮廓匹配来提高定位精度，尤其适用于修正中等误差。该系统由张国瑞介绍，重点在于能够在大速度和航向误差存在的情况下，仍能有效导航，同时允许飞行器机动。" 地形辅助导航，特别是桑迪亚惯性地形辅助导航系统(SITAN)，是解决惯性导航系统中位置误差的一种高效方案。传统的地形轮廓匹配系统(TERCOM)主要用于巡航导弹，通过比较实时雷达高度表数据与预存地形数据库进行相关性匹配，以修正位置误差。然而，SITAN的设计则更注重中等误差的校正，它减少了对全面搜索的依赖。 SITAN的核心在于其采用了卡尔曼滤波算法，这是一种统计滤波技术，用于融合来自不同传感器的数据，如惯性敏感器和雷达高度表，以提供最优的飞行器位置、速度和姿态估计。通过这种方式，SITAN能够实时地处理和组合数据，无需进行全面搜索即可修正位置误差，即使在速度和航向存在较大误差时也能保持导航的准确性。 系统在识别点建立初始基准，精度可达数百米。然后，通过持续保持飞行路线与地形表面的匹配，并基于每个传感器读数的处理结果对INS进行微调修正。这种策略消除了对全局搜索的需求，使得SITAN能够在不需要完全精确初始位置信息的情况下工作。 SITAN的运用不仅限于简单的导航，还能结合预先的信息和误差模型，操纵飞行器利用地形特征进行遮蔽，规避敌方防御区域，沿着具有特定地形特征的目标路径飞行。卡尔曼滤波器在此过程中起到关键作用，它能够动态地更新飞行器的状态估计，包括位置、速度和姿态，同时考虑到可能影响最终圆概率误差(CEP)的各种误差源。 SITAN是一种先进的导航技术，通过集成惯性导航和地形匹配，能够在复杂和动态的环境中提供高精度的导航服务，特别是在面对速度和航向误差较大的挑战时。这一系统对于提升武器系统和无人飞行器的制导精度具有重要意义。