GPS辅助惯性导航系统的可观测性分析

摘要

本文研究全球定位系统（GPS）的捷联式惯性导航系统的可观测性属性。可观测性分析基于导航方程中的非线性误差动力学模型，导航方程由以地球为中心的地固框架（ECEF）的松耦合和紧耦合两种形态构成。导航系统的位置和速度测量值由多个安装在装置上的GPS接收器天线获得，考虑采用多个移动GPS天线。是由于GPS天线之间的杆臂在装置的姿态和偏差所构成的惯性运动单元（IMU）在观测中发挥了重要的作用。假定IMU的偏差是恒定的。本文给出了瞬时GPS／INS集成系统可观性的必要和充分条件，并提供了一种数值模拟方法显示了当惯性运动单元（IMU）的偏差超过一定范围时。多个GPS天线用于估计惯性运动单元（IMU）的姿态和偏差的有效性。