改进的惯性/地磁组合导航技术：提高精度的新匹配策略

惯性/地磁组合导航技术研究（Inertial/Magnetic Navigation System Integration）是一项重要的技术，它旨在提高导航系统的精度和鲁棒性，尤其是在地磁导航系统（Geomagnetic Navigation System, GNS）的应用中。传统地磁导航系统主要依赖于图匹配技术，但其精度受限于地图匹配算法的局限性，特别是在复杂环境或地理位置变化较大的情况下。 针对这一问题，本文由晏登洋、任建新和宋永军两位专家合作，提出了一个新的匹配方法。他们将传统的地磁导航系统与惯性导航系统（Inertial Navigation System, INS）相结合，利用惯性传感器（如加速度计和陀螺仪）测量的运动数据与地磁数据互补。具体来说，他们将磁偏角（Geomagnetic Declination）和磁倾角（Geomagnetic Inclination）作为关键的匹配参数，通过这些参数获取初始的粗略位置信息。这种方法允许系统更有效地处理地形变化带来的影响，因为地磁场强度的计算提供了更精确的位置信息。 在获取粗略位置后，结合精确的时间同步，可以获得速度信息。接下来，系统将地磁系统和惯导系统获取的速度和位置信息进行比较，形成一个量测值。这个过程利用卡尔曼滤波算法（Kalman Filter），这是一种数学优化方法，用于估计和减小导航系统中的误差。通过这种方式，系统能够实时估计并校正惯导系统的误差，从而提高整体导航系统的性能。 作者们在MATLAB环境中进行了仿真验证，结果显示，他们的新方案显著提高了地磁导航系统的精度，能够在多种场景下提供可靠的位置和速度信息。这种集成方案对于航空航天、海洋探测、自动驾驶等领域具有重要的应用价值，因为它能够在没有外部参考信号（如GPS）的情况下，增强导航系统的自主性和可靠性。 本文的关键词包括地磁场模型、地磁导航系统、磁偏角、磁倾角，以及中图分类号TP319和文献标识码A，表明了该研究属于导航技术领域的理论探讨和技术进步，文章编号1001-2257（2007）01-0019-04，显示了该研究成果发表于2007年，并且是第一作者的研究成果。通过本文，我们可以了解到如何有效地将惯性导航与地磁导航的优势结合起来，以提升导航系统的综合性能。