PСBN/SINS组合导航滤波器设计：提高精度的关键技术

本文主要探讨了一种PСБН（Proximity Altimeter and Beacon Navigation，一种近程无线电导航系统）与捷联惯导（Inertial Navigation System，INS）的组合导航滤波器设计。作者针对PСБН系统与捷联惯导在航空领域的应用背景，提出了一种创新的融合导航方法，旨在提高飞机的导航精度，尤其是在PСБН信号覆盖的区域。 首先，文章采用相关函数法对PСБН系统提供的斜距和方位角数据进行深入分析，构建了详细的误差模型，这有助于理解和预测系统在实际运行中的性能。通过理解PСБН系统的特性，研究者们能够准确地识别并量化其潜在的误差来源，如大气衰减、多径效应等。 接着，作者结合球面三角关系理论，推导出斜距差ΔD和方位角差ΔB与惯导位置误差之间的精确数学关系。这是组合导航滤波器设计的关键步骤，因为这些测量值将作为滤波器输入，用于估计和校正惯导的定位误差。通过这样的数学转换，滤波器可以有效地整合来自两个系统的观测数据，提高整体导航的可靠性。 本文采用了间接滤波输出校正法来设计kalman滤波器，这是一种常见的滤波算法，它允许系统在处理大量传感器数据时，动态地调整估计状态，以最小化不确定性。这种滤波器设计有助于减少噪声和漂移的影响，从而显著提升导航精度。 在理论模型建立后，作者通过设计典型飞行轨迹进行仿真实验，验证了所提出的PСБН/SINS组合导航滤波器的有效性。仿真结果显示出，该滤波器能够有效地融合PСБН和惯导系统的信息，显著提高了飞机在PСБН信号覆盖区域内的导航性能，这对于区域导航和着陆等任务来说是至关重要的。 本文的研究对于提升航空器在复杂环境下的导航能力具有重要意义，特别是在缺乏GPS信号或需要高精度定位的场合。通过结合PСБН和惯导的优势，本文的工作为相关领域提供了实用的导航解决方案，有助于推动未来航空导航技术的发展。