Kalman立滤波方程组SINS/GPS组合导航系统仿真(4)
导航(navigation)就是正确地引导机动载体沿着预定的航线在规定的时间内到达目的地的技术和方法，为运动物体提供实时的导航参数是导航的基本任务。用来完成上述引导任务的设备称为导航系统。导航系统的任务是确定载体的位置，并把载体由目前所在的地点按照给定的时间和航线引导到目的地。为此，导航仪器和系统应当提供以下“导航信号”[11]：
1) 载体质量中心所在地的“定位信号”(所在地的地理经度、纬度和高度)
2) 载体的“定向信号”(偏离子午面的航向角、偏离水准面的俯仰角和倾斜角，三者合成载体的姿态角);
3) 载体的“速度信号”(东向速度、北向速度、垂直速度)。
根据以上导航信号，需要调整载体的航行方向和速度，保证载体按照给定的时间和航线到达目的地。
1.3.2 常用的导航定位系统
按照近代科学技术术语，导航定位系统的主要工作是定位、定向、测速和授时，由于能够测得上述导航参数，完成导航任务的物理原理和技术方法很多，所以出现了各种类型的导航定位系统[12,13],主要有:
(1)无线电导航定位系统。它是利用无线电技术测量导航参数，包括用多普勒效应测速、用雷达测距和测方位、用导航台定位等。第二次世界大战军事的迫切需求加速了无线电导航定位系统的发展，战争期间和战后出现了品种繁多的无线电导航系统及设备。常用的典型无线电导航定位系统有:塔康导航系统、伏尔导航系统、多普勒导航系统、罗兰C导航系统、奥米加导航系统等。
(2)惯性导航定位系统。它是20世纪初发展起来的自主式导航定位系统。由加速度计、陀螺与惯导平台(物理的或数学的)、导航计算机、导航算法和补偿算法、控制显示器和供电系统等组成，其基本原理是根据牛顿提出的相对惯性空间的力学定律，利用陀螺、加速度计等惯性元件感受运行体在运动过程中的加速度，然后通过计算机进行积分，从而得到运动体的位置、速度、方位等导航参数，是一种不依赖任何外部信息、设施或基准，也不向外部辐射能量的自主式导航定位系统，具有很强的抗干扰能力，隐蔽性好，可以提供完备、连续及高数据更新率的导航信息。1923年德国科学家舒拉提出的具有84.4min的舒拉摆原理和1942年德国科学家裴纳蒙德在V2火箭上第一次装上初级型惯导系统把惯性导航系统的研究推到一个飞速发展的阶段，到目前高、中、低精度的惯性导航定位系统己经广泛应用于军事和民用领域。
(3)卫星导航定位系统。它是惯性导航定位系统以后导航技术的又一重大进展，可以说是天文导航和无线电导航的结合物，只不过是把无线电导航台放在人造卫星上，当然，这种导航定位方法只有在航天技术充分发展的今天才有可能实现。20世纪吹冰七十年代美国的子午仪卫星导航定位系统和前苏联的Cicacd系统以及后来发展的GPS系统和GLONASS系统出现后，实现了全球范围内核舰艇、导弹测量船、各种军用、民用舰船、车辆的全天候导航，并在大地测量、精密定位、高精度授时、监测地球自转等方面的广泛应用，显示了卫星导航定位的优越性。
(4)地形辅助导航定位系统。是一种利用地形、地物和地貌特征进行导航的总概念，是把地形(图)数据库、地形(图)匹配技术和航位推算导航技术相结合的一种精确的导航定位系统，很难被发现和干扰，同时它不依赖少数国家的卫星导航定位系统，特别适合于地空突防和超低空飞行的要求。其主要优点是全天候、自主性好、精度高(典型CEP为30m)，缺点是只能在地形起伏比较明显的航迹上使用。20世纪80年代以来，地形辅助导航定位技术获得迅速的发展，它和卫星定位、惯性导航一样成为当今重要的军事导航技术。
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