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设备定位精度下降时，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定位行驶问题。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定位技术，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。

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）。松组合是利用GNSS接收机输出的位置、速度信息和INS输出信息进行组合，GNSS接收机和INS分别独立工作，两者共用一个滤波器进行数据融合。由于GNSS接收机的导航解是作为观测量输入滤波器的，所以GNSS接收机必须能够同时捕获并跟踪到4颗以上的才能获得导航解。因此，在GNSS信号遮挡或受干扰时，系统工作在INS独立导航的状态下，长时间工作导航精度会有所降低。

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，取消了独立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独立的特性，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。