融合导航技术：超越组合导航的挑战与解决方案

"主要结论-组合导航与融合导航" 在导航技术领域，组合导航与融合导航是两种重要的技术手段，它们都是为了提高导航系统的精度、可靠性和鲁棒性。杨元喜在讨论中阐述了这两种技术的核心特征和应用场景。 1. 组合导航 组合导航是指在同一平台上集成多种传感器，通过各自独立输出的导航信息实现互补、互验和互校的导航系统。这种技术的重点在于硬件的最佳配置，使得不同类型的传感器如GPS、惯性导航系统（INS）、航位推算导航（DR）、重力导航、磁力导航、天文导航系统（CNS）、匹配导航（地形匹配和影像匹配）等能够协同工作，提高整体导航性能。组合导航的优势在于利用多种信息源的多样性来弥补单一传感器的局限性，例如，GPS在高楼林立的城市环境中可能会受到遮挡，而惯性导航则能在没有外部信号的情况下持续工作。 2. 融合导航 融合导航进一步发展了组合导航的概念，强调的是通过多传感器数据融合算法，将来自不同传感器的导航信息统一处理，输出单一、一致的导航结果。这种方法不仅考虑了传感器间的互补性，还涉及了如何有效处理各种不确定性，如传感器噪声、动态环境变化以及动力学模型误差。例如，动、静态滤波法不重复使用动力模型信息，以减少误差传播；基于分传感器几何导航结果的融合方法则假设各传感器的导航结果不相关，避免了信息冗余；基于直接观测信息的融合便于进行抗差估计和方差分量估计，提高了估计的稳健性；而自适应融合导航则能动态调整融合策略，适应动力学模型误差的变化，增强了系统的自适应能力。 3. 卫星导航的发展与挑战 尽管全球卫星导航系统如GPS、GLONASS、GALILEO和COMPASS（北斗）提供了全球覆盖的定位服务，但它们都存在潜在的问题。比如，GPS的信号可能存在安全风险，美国的SA政策可能导致信号质量下降，而且在高纬度地区可能有信号盲区。GLONASS在接收机市场和技术成熟度上落后于GPS，缺乏精确轨道源数据也限制了其精度。至于GALILEO计划，其政策的摇摆性和受制于多国利益的影响，可能导致系统发展的不确定性。 组合导航与融合导航是解决卫星导航系统局限性的有效途径，通过综合多种导航技术，可以构建更加稳定、精确的导航解决方案。未来，随着技术的进步，融合导航有望成为保障安全、连续、精确和可靠导航的关键技术。