導：

3.基本理論：組合導航定義，想說的都在文獻之中...重點關注紅色下劃線處

小結：慣性系統和GPS導航系統各有優缺點，但在誤差傳播效能上正好是互補的，前者長期穩定性差，但短期穩定性好，而後者正好相反;組合導航技術是指使用兩種或兩種以上的不同導航系統對同一資訊源作測量，從這些測量值的比較值中提取出各系統的誤差並校正之。採用組合導航技術的系統稱為組合導航系統。參與組合豹各導航系統稱為子系統。注意: 由於慣導系統具有自主性、隱蔽性、資訊的全面性和寬頻帶等特有優點，所以一般都以慣導系統作為組合導航系統的關鍵子系統;由於慣導系統和GPS導航系統效能互補，所以，以該兩子系統構造出組合導航系統是目前導航研究的熱點。

4.分類    

    1．鬆散組合鬆散組合是一種低水平的組合，GPS和慣導仍獨立工作，用GPS輔助慣導。分為以下兩種：(1)用GPS重調慣導    這是一種最簡單的組合方式，可以有兩種工作方式：一種是用GPS給出的位置、速度資訊直接重調慣導系統的輸出。實際上，就是在GPS工作期間，慣導顯示的是6PS的位置和速度；GPs停止工作時。慣導在原顯示的基礎上變化，即GPS停止工作瞬fBJ時的位置和速度作為慣導系統的初值；另一種是把慣導和GPS輸出的位置和速度進行加權平均，其原理框圖如圖2．3所示，在短時間工作情況下，第二種工作方式精度較高。而長時『白】工作時，由於慣導誤差隨時間增長，因此慣導輸出的加權隨時問增長而減小，因而長時間工作時，效能和第一種工作方式基本相同。(2)位置、速度組合(工程應用的關注重點)位置、速度組合屬於鬆散組合，採用卡爾曼濾波進行組合，如圖3．4所示。用GP$和慣導輸出的位置和速度資訊的差值作為量測值，經卡爾曼濾波，估計慣導系統的誤差，然後對慣導系統進行校正。這種綜合模式的優點是組合工作比較簡單，便於工程實現，而且兩個系統仍能獨立工作，使導航資訊有一定餘度。缺點是GPS的位置和速度誤差通常是時間相關的，而且卡爾曼濾波器要求量測噪聲為白噪聲才能保證估計的無偏性。解決這個問題的方法有多種，常用的是（稱它為“白”噪聲，是因為它類似於光學中包括全部可見光頻率在內的白光.服從均勻分佈；高斯噪聲是指它的概率密度函式服從高斯分佈（即正態分佈）的一類噪聲）：(i)加大綜合濾波器的迭代週期加大綜合濾波器的迭代週期，使迭代週期超過誤差的相關時間，在這個週期內可把量測誤差作為白噪聲處理。由於GPS的位置誤差和速度誤差相關時間長短不同，。因此可以把位置量測和速度量測分別處理，從而形成位置資訊和速度資訊交替使用的工作方式。這種工作方式比位置速度資訊同時使用時精度有所降低，但計算工作量卻大大減小，因而這種工作方式還是一種可取的工作方式。(ii)把GP$濾波器和綜合濾波器統一考慮，用分散濾波器進行設計;把GP$濾波器和綜合濾波器統一考慮，用分散濾波器進行設計。即把GPs濾波器作為子濾波器，把綜合濾波器作為主濾波器，則綜合系統的兩個濾波器就構成了分散濾波器。用這個分散濾波器就不再要求GPS濾波器輸出的位置和速度誤差為白噪聲，但是GPS濾波器和綜合濾波器之間的通訊量增大了。2．緊密組合....(略)

5 方程分析

(1)組合導航的系統建立

首先需建立以慣導系統誤差方程為基礎的組合導航系統狀態方程，並在組合導航系統誤差方程的基礎上建立組合導航系統的量測方程。採用卡爾曼濾波器為餒導系統誤差提供最小方差估計，然後利用這些誤差的估計值去修正慣導系統，以減少導航誤差．同時，經過校正後的慣導系統又可以提供導航資訊，以輔助GPS系統提高其效能和可靠性。

間接法，估計狀態的誤差，可以使濾波方程化為線性。其實，每個系統的真值在卡爾曼濾波器的觀測量中已經被對消，此時系統方程和量測方程一般都是線性的，採用線性卡爾曼濾波器即可。

因此，只需建立GPS誤差和慣導系統誤差模型就可以了．而且間接法估計過程是與原系統無關的獨立過程．對原系統來說，除了接受誤差估計的校正外，也保持工作的獨立性，這能發揮各個系統的特點。所以通常採用間接法方案。

誤差方程為變係數微分方程，一般包括速度誤差微分方程、經緯度誤差微分方程以及三個平臺誤差角微分方程等。本文采取問接法實現卡爾曼濾波處理，取系統的誤差作為狀態。

(2)狀態方程

1)INS的狀態方程

位置誤差方程

平臺誤差角方程

速度誤差方程

2)．GPS的誤差狀態方程

定常速度情況下的系統模型。GPS的誤差狀態類似於INS系統，選位置誤差和速度誤差作為狀態變。

     

 對於分散式組合，有兩個卡爾曼濾波器分別處理INS和GPS的資料，兩個濾波器的誤差狀態方程單獨建立。對於全組合方式，只有一個卡爾曼濾波器，組合系統的誤差狀態方程除了有INS的15個狀態變數，是否需要增加有關的誤差狀態變數，‘要根據被觀測修正資訊的選擇來決定。

由於本文中選取位置、速度為觀測資訊，而GPS接收機的位置和速度誤差一般是時間相關的，所以是有色噪聲，建模困難，不能用狀態擴充法加以處理，只能增加迭代週期。

綜上所述組合導航系統中不增加GPS的狀態變數。

 ===============枯燥理論的結束分割線====================================

6.程式碼和流程分析

基本思路：用GP$和慣導輸出的位置和速度資訊的差值作為量測值，經卡爾曼濾波，估計慣導系統的誤差，然後對慣導系統進行校正。

1.擴充套件卡爾曼濾波 ~~~~