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惯导与GNSS相组合的应用

惯导与GNSS相组合的应用，既解决了GNSS设备在丢星情况下失去导航位置的问题，又解决了单纯惯导设备只有相对位移的困扰。在GNSS设备***精度下降时，使用惯导设备补偿计算导航位置；在惯导设备精度下降时，使用GNSS设备补偿计算位置。在导航领域，GNSS跟惯导的结合能很好地解决了隧道、高楼、桥底或者树林等遮挡环境下的***行驶问题。不过由于惯导设备也有其自身的技术缺点（影响惯导系统误差的主要是时间和温度，并且累加起来的误差很容易扩大），所以长时间的导航仍然有很大的困难。GNSS已成为众多应用程序中的***技术，并且在过去30年中，地理空间行业的技术进步令人印象深刻。简而言之，迄今为止已引入了三种不同的GNSS解决方案：RTK流动站，手持式GIS数据收集器和机器控制系统。

惯导RTK接收机倾斜测量软件实现

传统RTK接收机虽然软件上实现简单，但是增加了使用者的负担，并不便捷, 特别是在墙角、树荫、楼宇间等测量场景下根本无法作业。在此背景下，带有惯性测量单元的GNSS/INS高精度模块应运而生。在集成GNSS/INS模块后，RTK接收机可实现倾斜测量功能，此类RTK接收机也叫做惯导RTK接收机。惯导RTK接收机倾斜测量软件实现如下：将GNSS天线相位中心与对中杆杆尖连线看作一个矢量（矢量L），在当地地理坐标系（n系）下，当确定了这个矢量朝向哪个方向倾斜，即方位角（Heading），以及倾斜了多少，即倾角（Tilt），就可以通过投影变换确定测量点的坐标。如此以来，实现倾斜测量的关键就是求取这两个角度。

GNSS/INS组合导航可以分为松组合、紧组合和深组合三种组

根据应用要求及参与组合观测量的深度，GNSS/INS组合导航可以分为松组合、紧组合和深组合三种组合模式，在一些文献中深组合也被称为超紧组合（Ultra Tight Coupled，UTC）。紧组合是利用GNSS接收机输出的伪距、伪距率等观测量，与INS结合星历反算得到的伪距、伪距率进行组合。采用GNSS接收机输出的原始信息参与组合，伪距和伪距率等基本观测量的相关性相对较弱，使导航***精度，且系统在可见星少于4颗的情况下仍然可以工作。但松组合和紧组合两种组合模式都是利用GNSS接收机输出信息辅助INS导航解算，在整个组合导航系统解算过程中，GNSS接收机始终保持***，组合后接收机本身的抗干扰能力和动态跟踪能力并没有得到有效改善。

深组合是一种新兴的组合模式

深组合是一种新兴的组合模式，是一种深层次的、硬件层面的组合方式，从图1中可以看出，深组合与前两种组合模式相比，取消了***不相关的码和载波跟踪环路，直接将相关器输出的I/Q数据作为组合导航kalman滤波器的输入，实现GNSS接收机相关器输出的I/Q信号与INS导航参数的融合，利用修正后的INS导航信息控制调整码/载波数控振荡器（Numerical Controlled Oscillator，NCO）。从信息处理流程分析可知，相关器输出的I/Q信息在理论上满足观测噪声相互***的特性，因此深组合模式具有理论上的“全局”特性。深组合模式便于GNSS接收机与INS进行一体化设计，实现了GNSS接收机和INS两者之间的相互辅助，可以降低对INS的精度要求以及组合导航系统的成本和体积，这也为MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）IMU参与高精度组合提供了可能。