🧭 INS/GPS 松耦合 · 紧耦合

📡 30章 完整目录
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01 INS/GPS组合导航概述
为什么需要组合导航?松耦合与紧耦合的基本概念与区别。
02 惯性导航系统(INS)基础
IMU工作原理、加速度计与陀螺仪、惯性导航解算原理(姿态、速度、位置更新)。
03 全球定位系统(GPS)基础
GPS定位原理、伪距与载波相位观测、GPS误差源分析。
04 坐标系与时间系统
地心地固坐标系(ECEF)、地理坐标系(NED)、导航坐标系转换、时间同步问题。
05 卡尔曼滤波基础
状态空间模型、预测与更新步骤、卡尔曼增益、协方差矩阵。
06 扩展卡尔曼滤波(EKF)
非线性系统线性化、雅可比矩阵、EKF在组合导航中的应用。
07 松耦合架构原理
INS与GPS独立工作、位置/速度融合、松耦合系统框图。
08 松耦合滤波器设计
状态向量选择(位置误差、速度误差、姿态误差)、观测方程、量测噪声。
09 松耦合的误差模型
INS误差传播方程、GPS误差特性、松耦合的优缺点。
10 松耦合的工程实现
数据对齐、时间戳管理、异常值剔除、初始化策略。
11 松耦合的典型应用场景
城市峡谷、信号遮挡、低成本IMU场景。
12 紧耦合架构原理
原始观测值融合(伪距、伪距率)、紧耦合系统框图。
13 紧耦合滤波器设计
状态向量扩展(接收机时钟误差)、观测方程构建、量测更新。
14 紧耦合的观测模型
伪距观测方程、伪距率观测方程、卫星几何分布(DOP)。
15 紧耦合的误差模型
INS辅助GPS跟踪环路、深耦合概念引入、紧耦合的优缺点。
16 紧耦合的工程实现
卫星选择策略、多路径效应抑制、周跳检测与修复。
17 紧耦合的典型应用场景
高动态飞行器、弱信号环境、抗干扰场景。
18 松耦合与紧耦合的对比分析
精度、鲁棒性、计算复杂度、成本对比。
19 组合导航中的时间同步
硬件同步方案、软件同步方案、时间戳对齐误差影响。
20 IMU误差标定与补偿
确定性误差(零偏、标度因数、安装误差)、随机误差(Allan方差分析)。
21 GPS异常处理
卫星失锁、多路径效应、电离层闪烁、RAIM算法。
22 组合导航初始化
INS初始对准(静基座/动基座)、GPS初始化、协方差初值设定。
23 组合导航的反馈校正
闭环校正与开环校正、反馈策略对滤波器稳定性的影响。
24 多传感器融合扩展
里程计、气压计、磁力计辅助、视觉/激光雷达融合简介。
25 组合导航的仿真验证
仿真平台搭建、轨迹生成、传感器数据模拟、性能评估指标。
26 组合导航的实车/实飞测试
测试流程、数据采集、后处理分析、常见问题排查。
27 组合导航的行业标准与规范
RTCA DO-229、ISO 8855、IEEE标准。
28 组合导航的工程化落地
嵌入式实现(DSP/FPGA/ARM)、实时性优化、资源消耗评估。
29 组合导航的前沿技术
因子图优化、深度学习辅助导航、视觉-惯性-卫星融合。
30 课程总结与展望
松耦合与紧耦合的选择建议、未来发展趋势、推荐学习资源。