GNSS/INS组合导航系统基本理论与坐标系解析

"惯性导航解算原理公式.pdf 涉及到GNSS/INS组合导航系统的理论，包括坐标系的定义和应用。" 在惯性导航和全球导航卫星系统（GNSS）的结合中，组合导航系统是关键的技术之一。这种系统结合了惯性导航系统（INS）的连续导航能力与GNSS的高精度定位信息，以提供更准确、更连续的定位服务。本资料主要探讨了这些系统的基本理论，为后续深入研究三频GNSS/INS紧组合模型提供了基础。 2.1章节专注于坐标系的讨论，这是理解导航系统工作原理的关键。在导航中，坐标系用于表示和计算物体的位置、速度和姿态。常见的坐标系包括： 1. 载体坐标系（Body Frame, b）：以载体自身为中心，通常用于描述载体内部组件如传感器的方向。 2. 导航坐标系（Navigation System, n）：也称为东北天坐标系或当地水平坐标系，它以地表某点为原点，便于理解载体在地面的位置和方向。 3. 地心地固坐标系（Earth-Centered Earth-Fixed, e）：以地球质心为原点，适用于表示地球表面和太空中的物体位置，特别适合卫星导航系统。 每个坐标系都有其特定的轴定义，遵循右手螺旋准则，确保轴之间的正交性和方向一致性。例如，e系的x轴指向春分点，y轴沿经线指向北极，z轴沿地球自转轴。n系和b系则根据载体运动和地球的地表特性定义。 表2.1详细列出了各个坐标系的原点和轴向定义，帮助读者理解和转换不同坐标系下的位置数据。理解这些坐标系及其相互关系对于实现有效的导航解算是至关重要的，特别是在 GNSS/INS 组合导航系统中，需要在不同的坐标系之间进行精确的转换以融合来自不同系统的测量数据。 通过学习这些基本理论，可以进一步了解如何利用惯性测量单元（IMU）的数据，结合GNSS信号，实现高精度的定位和导航。此外，文档还提到了利用Allan方差估计惯性器件随机游走参数的方法，这在评估和校准IMU性能时非常有用。这些基础知识为后续章节中介绍的INS辅助TCAR算法及其验证奠定了基础。