摘 要：介紹了GPS/SINS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展歷程。與傳統(tǒng)的標(biāo)量跟蹤相比，闡述了 基于矢量跟蹤的深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)劣勢(shì)。按照導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信息處理方式的不 同，將GPS/SINS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)分為集中式、相干分布式和非相干分布式，分析對(duì)比了這三種主 要深組合模式的性能特點(diǎn)。論述了GPS/SINS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了深組合未來的 研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)航技術(shù)；GPS/SINS；深組合；矢量跟蹤；集中式；分布式；硬件開發(fā)

中圖分類號(hào)：TJ765；V249.32+8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-5048（2014）06-0014-06

ReviewonNavigationTechniquesofDeepGPS/SINSIntegration

SUNZhaoyan1，WANGXinlong1，CHEHuan2

（1.SchoolofAstronautics，BeihangUniversity，Beijing1000191，China；2.SpaceStarTechnologyCo.，Ltd，Beijing100086，China）

Abstract：ThedevelopmentofthedeepGPS/SINSintegratednavigationsystemisintroduced.Com paredwithscalartracking，thediscussionofthestructureandcharacteristicofvectortrackingisundertak en.Accordingtothedifferencesinstructureandthewayofsignalprocessing，thedeepGPS/SINSinte gratednavigationsystemcanbedividedintothreemodels，includingcentralizedmodel，coherentfedera tedmodelandnoncoherentfederatedmodel，andthenthecharacteristicsofthesethreemodelsareana lyzed.ThecurrentsituationanddevelopmenttrendofdeepGPS/SINSintegratednavigationsystemarealso discussed.

Keywords：navigationtechnique；GPS/SINW2l8G7x+fUHQahZVaCSFCnpiifklYddd4ZbvRFtrL3Y=S；deeplycoupled；vectortracking；centralized；feder ated；hardwaredevelopment

0 引 言

傳統(tǒng)的標(biāo)量跟蹤GPS接收機(jī)對(duì)每一顆可見衛(wèi) 星采用獨(dú)立跟蹤的方式，且環(huán)路濾波器參數(shù)設(shè)置 固定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)融合及挖掘能力的欠缺，不能適應(yīng) 弱信號(hào)、高噪聲、高動(dòng)態(tài)環(huán)境[1]，因此應(yīng)用標(biāo)量跟 蹤的GPS/SINS松組合、緊組合和超緊組合技術(shù)難以在本質(zhì)上有所突破。為解決上述問題，基于矢量 跟蹤的GPS/INS深組合導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。1996 年，Spilker[2]提出GPS/INS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的概 念，同時(shí)給出了矢量跟蹤的狀態(tài)擾動(dòng)矩陣和觀測(cè) 方程。深組合的核心結(jié)構(gòu)為VDLL（VectorDelay LockLoop），即矢量跟蹤環(huán)，它的目的是將多顆衛(wèi) 星跟蹤通道聯(lián)合起來[3]，并通過導(dǎo)航濾波技術(shù)將 信號(hào)跟蹤和導(dǎo)航解算結(jié)合在一起。Spilker提出的 深組合結(jié)構(gòu)屬于集中式模式。1999年，Aerospace 公司的Abbott[4]等提出分布式GPS/INS深組合方 案，采用預(yù)濾波器進(jìn)行環(huán)路跟蹤，主濾波器實(shí)現(xiàn)導(dǎo) 航解算。這種方式一方面緩解了預(yù)濾波器的實(shí)時(shí) 需求，另一方面降低了主濾波器的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。此外，預(yù)濾波器還能提供反映量測(cè)信息質(zhì)量的協(xié)方 差矩陣，這使系統(tǒng)在強(qiáng)干擾情況下也具備了良好 的跟蹤性能[5]。至此，深組合系統(tǒng)模型已初步建 立。

21世紀(jì)初，深組合模式得到了導(dǎo)航界高度關(guān) 注，空前的發(fā)展速度使得其研究模型進(jìn)一步完善。 2007年，美國的Lashley提出了矢量跟蹤的簡(jiǎn)單線 性模型。同年，MITRE公司的DonBenson借鑒 SDLL（ScalarDelayLockLoop）線性模型，推導(dǎo)出矢 量跟蹤的觀測(cè)方程。2008年，Lashley等[6]改進(jìn)原 有的VDLL，提出了VDFLL模型，仿真并驗(yàn)證了此 模型可以更好地連續(xù)跟蹤GPS弱信號(hào)。同年， Groves[7]從理論上對(duì)比了相干深組合和非相干深組 合的結(jié)構(gòu)和性能，為建立成熟完整的深組合模型 提供了理論基礎(chǔ)。2009年，Henkel[8]為縮小跟蹤環(huán) 路等效帶寬提出了VPLL模型，這種模型能提高對(duì) 誤差的估計(jì)能力，進(jìn)一步提高跟蹤精度。同年，德 國的JongHoonWon等[9]分別采用非線性相干 EKF、非線性非相干EKF、線性相干KF和線性非 相干KF等形式的濾波器對(duì)比分析了深組合矢量跟 蹤的效果。至此，深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的基本模型已經(jīng) 完全建立。圖1給出了深組合的發(fā)展歷程。

GPS/INS深組合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有兩項(xiàng)。 其一是矢量跟蹤，即將多顆衛(wèi)星跟蹤通道聯(lián)合在 一起，加強(qiáng)數(shù)據(jù)融合，并采用卡爾曼濾波器代替?zhèn)?統(tǒng)的環(huán)路濾波器，提高跟蹤精度。其二是I/Q路信 號(hào)直接參與信息融合，導(dǎo)航濾波器可根據(jù)信號(hào)的 干擾、噪聲、動(dòng)態(tài)以及SINS誤差，調(diào)整環(huán)路等效 帶寬。

本文主要闡述GPS/INS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研 究情況及發(fā)展趨勢(shì)。

1 矢量跟蹤與標(biāo)量跟蹤性能對(duì)比

1.1 標(biāo)量跟蹤結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)

如圖2所示，標(biāo)量跟蹤首先將輸入的中頻信號(hào) 與本地載波和本地PRN碼序列相乘，得到一個(gè)誤差信號(hào)，通過鑒相器計(jì)算出載波相位誤差和碼相 位誤差，經(jīng)環(huán)路濾波器后輸出給數(shù)控振蕩器 （NCO），調(diào)制振蕩器頻率，使其與輸入信號(hào)頻率一 致。跟蹤通道將偽距/偽距率信息提供給組合導(dǎo)航 濾波器，結(jié)合SINS解算完成導(dǎo)航信息處理。

標(biāo)量跟蹤算法成熟，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于中低動(dòng) 態(tài)環(huán)境，但它有以下幾方面缺點(diǎn)：

（1）環(huán)路濾波器采用固定噪聲帶寬和固定增 益，且量測(cè)量權(quán)重相等，故不能在高動(dòng)態(tài)和強(qiáng)干擾 環(huán)境中工作。

（2）視野中的衛(wèi)星信號(hào)通過天線的位置和速 度關(guān)聯(lián)在一起，而標(biāo)量跟蹤完全忽視了這一固有 特性[10]。

（3）每顆衛(wèi)星跟蹤通道相對(duì)獨(dú)立，已有的導(dǎo) 航信息無法得到充分利用[11]。

1.2 矢量跟蹤結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)

與標(biāo)量跟蹤相比，矢量跟蹤結(jié)構(gòu)如圖3所示， 其區(qū)別主要有以下兩個(gè)方面。首先，矢量跟蹤的多 顆衛(wèi)星跟蹤通道相互關(guān)聯(lián)相互輔助，利用特定的 算法同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有可視衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤[12]；其 次，采用一個(gè)導(dǎo)航濾波器對(duì)所有跟蹤通道的量測(cè) 信息進(jìn)行濾波處理，估計(jì)更新偽距/偽距率，獲得 跟蹤參數(shù)的反饋信息，形成閉合跟蹤環(huán)路[13]。

相比于標(biāo)量跟蹤，基于矢量跟蹤的深組合導(dǎo) 航系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）矢量跟蹤可根據(jù)GPS信號(hào)的強(qiáng)弱對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行權(quán)值分配，并聯(lián)合了所有跟蹤通道，有利 于信息融合和導(dǎo)航精度的提高。Draper實(shí)驗(yàn)室[14] 的深組合算法最顯著的特點(diǎn)是同時(shí)采用了最小方 差估計(jì)濾波器（預(yù)濾波器）和偽碼擴(kuò)展相關(guān)算法， 該方案能夠從被干擾的信號(hào)中最大限度地提取有 效信息，并顯著提高信號(hào)跟蹤效率。

（2）視野中每顆衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤都可由其他 衛(wèi)星信號(hào)輔助，減小了所有跟蹤通道的噪聲，增強(qiáng) 了低信噪比條件下的跟蹤環(huán)路增益，環(huán)路進(jìn)入非 線性跟蹤區(qū)域的概率大大降低，這樣不僅改善了 對(duì)弱信號(hào)的跟蹤能力，增強(qiáng)了GPS接收機(jī)的抗干 擾能力，而且對(duì)多路徑效應(yīng)也有較好的校正能 力[15]。俄亥俄州立大學(xué)的Gunawardena等[16]驗(yàn)證 了深組合跟蹤弱信號(hào)的能力，將跟蹤環(huán)路的載噪 比門限降至15dB。根據(jù)Draper實(shí)驗(yàn)室[17]的半物 理仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在某些包含高動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn) 場(chǎng)景中，深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的寬帶抗干擾能力相對(duì) 于預(yù)設(shè)增益的緊組合跟蹤環(huán)路，能夠提高15dB。 CRS公司[18]對(duì)深組合導(dǎo)航系統(tǒng)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的 仿真驗(yàn)證結(jié)果表明，系統(tǒng)的J/S性能提高達(dá)15～ 20dB。

（3）只要鎖定的衛(wèi)星數(shù)不少于4顆，導(dǎo)航濾波 器預(yù)測(cè)的載波多普勒一直可用，因此在衛(wèi)星信號(hào) 失鎖后重捕時(shí)，可用更精確的多普勒頻率啟動(dòng)環(huán) 路搜索，加快了重捕進(jìn)程。Lashley等[19]仿真對(duì)比 了標(biāo)量跟蹤和矢量跟蹤的性能，發(fā)現(xiàn)矢量跟蹤算 法在失效衛(wèi)星信號(hào)恢復(fù)后可使碼相位誤差近似為 零，重新捕獲并穩(wěn)定跟蹤，而標(biāo)量跟蹤卻不可以。 Pany等[20]針對(duì)深組合技術(shù)，仿真并驗(yàn)證了信號(hào)重 捕到再次跟蹤的時(shí)間為1～2s。

（4）矢量跟蹤不僅可用于高性能IMU和GPS 接收機(jī)的組合系統(tǒng)[21]，還可用于MEMS或短期穩(wěn) 定性差的低等級(jí)IMU器件[22]。上海交通大學(xué)的葉 萍[23]設(shè)計(jì)了MEMS-IMU/GPS深組合導(dǎo)航的硬件 系統(tǒng)及控制軟件，實(shí)現(xiàn)了使用低精度IMU實(shí)現(xiàn)高 精度組合導(dǎo)航的構(gòu)想。

（5）矢量跟蹤環(huán)路的偽距加速度，還能為觀 測(cè)溫度或加速度導(dǎo)致的穩(wěn)定性較差的接收機(jī)時(shí)鐘 和慣性器件提供充分的濾波信息[24]。

但是在矢量跟蹤算法中，由于所有跟蹤通道 的數(shù)據(jù)融合，如果個(gè)別通道的誤差較大，則會(huì)影響 到所有跟蹤通道，因此抗差性較差；而當(dāng)視野中的 衛(wèi)星數(shù)少于4顆時(shí)，組合導(dǎo)航濾波器量測(cè)方程與狀 態(tài)方程失效，導(dǎo)致用戶解算不再可用。

2 GPS/SINS深組合模式及其特性分析

2.1 集中式GPS/SINS深組合

如圖4所示，集中式GPS/INS深組合導(dǎo)航系 統(tǒng)利用一個(gè)處理器（組合導(dǎo)航濾波器）完成視野中 所有衛(wèi)星的跟蹤和導(dǎo)航解算，本質(zhì)上是一個(gè)卡爾 曼濾波器，代替了傳統(tǒng)跟蹤模式中的鑒相器和環(huán) 路濾波器，參與到接收機(jī)基帶信號(hào)處理中?？柭?濾波器的量測(cè)量是GPS跟蹤通道的I/Q信號(hào)和 SINS轉(zhuǎn)換所得的等效I/Q之差[10]。組合導(dǎo)航濾波 修正后的SINS導(dǎo)航解結(jié)合衛(wèi)星星歷計(jì)算實(shí)時(shí)碼相 位和載波頻率，反饋控制碼/載波NCO，以保持本 地復(fù)現(xiàn)信號(hào)與接收信號(hào)的同步。而狀態(tài)量可取為 SINS的誤差參數(shù)（平臺(tái)誤差角、速度誤差、位置誤 差、陀螺儀常值漂移、加速度計(jì)常值漂移）和GPS 的鐘差參數(shù)（等效時(shí)鐘誤差相應(yīng)的距離和等效時(shí)鐘 頻率誤差相應(yīng)的距離率）[25]。組合導(dǎo)航濾波器進(jìn)行 導(dǎo)航參數(shù)誤差估計(jì)并修正SINS，最后輸出校正后 的導(dǎo)航信息。

2009年，Babu等[26]詳細(xì)地給出了集中式深組 合系統(tǒng)完整的模型。2012年，陳坡等[11]仿真對(duì)比 了集中式矢量跟蹤方法與傳統(tǒng)跟蹤方法的導(dǎo)航效 果，并得到了以下三項(xiàng)重要結(jié)果：①深組合導(dǎo)航 系統(tǒng)輸出的位置、速度信息更為平滑、精度更高， 尤其是在高程方向，深組合導(dǎo)航RMS誤差縮小了 5倍以上。②深組合導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾性可提高8 dB左右。③在衛(wèi)星信號(hào)受到遮擋后，深組合可以 持續(xù)提供較好的導(dǎo)航信息，實(shí)現(xiàn)快速捕獲和跟蹤， 而純GPS導(dǎo)航信息卻迅速發(fā)散。

但是，可以明顯看出集中式深組合系統(tǒng)中的 組合導(dǎo)航濾波器量測(cè)矢量很龐大，是通道數(shù)的6倍 （包括I/Q超前、實(shí)時(shí)、滯后信號(hào)）[27]，導(dǎo)致運(yùn)算 量過大，難以達(dá)到實(shí)時(shí)性要求（50Hz以上）。

2.2 分布式GPS/SINS深組合

2.2.1 相干深組合

GPS/SINS深組合系統(tǒng)的特點(diǎn)除了矢量跟蹤外，還在于原始的I/Q路信號(hào)直接參與導(dǎo)航濾波。 在集中式深組合中，濾波器數(shù)據(jù)處理速度要求很 高，因此實(shí)現(xiàn)難度較大。為解決上述問題，衍生出 一種分布濾波形式的深組合系統(tǒng)框架，不僅降低 了系統(tǒng)的復(fù)雜度，而且能將跟蹤頻率降至1～2 Hz。圖5為相干式深組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。相干式 中預(yù)濾波器的量測(cè)量為相關(guān)器輸出的I/Q路信 號(hào)[7]。預(yù)濾波器的狀態(tài)量一般取為載波相位誤差、 載波頻率誤差、碼相位誤差[28]，經(jīng)過位同步和幀 同步處理后得到偽距以及偽距率信息，連同SINS 子系統(tǒng)輸出的信息作為主濾波器的輸入，進(jìn)而完 成數(shù)據(jù)的融合。一方面SINS解算結(jié)果經(jīng)過主濾波 器校正作為導(dǎo)航輸出，另一方面將導(dǎo)航解算結(jié)果 轉(zhuǎn)換成估計(jì)后的跟蹤參數(shù)反饋至跟蹤通道，保持 跟蹤精度。

2006年，Ohlmeyer等[29]研究了相干深組合模 型，發(fā)現(xiàn)此種模型能承受能量為100W的干擾信 號(hào)，即J/S為50dB，并能在載噪比為20dB的條 件下進(jìn)行正常跟蹤。2009年，北京航空航天大學(xué) 的Zhang等[30]設(shè)計(jì)了一種新型分布式相關(guān)濾波器， 將載噪比降至18dB。

由于觀測(cè)方程的非線性，針對(duì)分布式深組合 結(jié)構(gòu)，只能采用非線性濾波方式。段笑菊[31]和高 帥和[32]分別利用EKF和UKF方法來實(shí)現(xiàn)分布式 深組合主濾波器中的偽距和偽距率的數(shù)據(jù)融合， 對(duì)比測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者的計(jì)算量都比較大，而且 定位性能也相當(dāng)，UKF方法的輸出結(jié)果略優(yōu)于 EKF。因此，適用于深組合結(jié)構(gòu)的濾波器仍有待研 究，并且線性化濾波器更是研究的一個(gè)重點(diǎn)。

2.2.2 非相干深組合

非相干濾波處理方法用非線性鑒相器將相關(guān) 器的輸出映射到狀態(tài)誤差估值，即預(yù)濾波器的量 測(cè)量采用鑒相器的輸出，如圖6所示。碼相誤差鑒 別器一般采用歸一化超前-遲后包絡(luò)鑒相器，載 波相位誤差鑒相器采用同相和正交支路準(zhǔn)時(shí)輸出的兩象限反正切（科斯塔斯環(huán)）鑒相器，載波頻差 鑒相器采用同相和正交支路準(zhǔn)時(shí)輸出的叉積比點(diǎn) 積的四象限反正切鑒相器。該系統(tǒng)仍是由矢量跟 蹤和組合導(dǎo)航信息處理兩部分組成。相關(guān)器輸出 的同相、正交信號(hào)經(jīng)過鑒相器處理后，作為預(yù)濾波 器的量測(cè)信息，用來估計(jì)碼相位和載波頻率等跟 蹤誤差參數(shù)；而預(yù)濾波器的狀態(tài)估計(jì)值經(jīng)過比例 轉(zhuǎn)換后，作為量測(cè)信息輸入到主濾波器中，用于估 計(jì)組合系統(tǒng)的導(dǎo)航誤差狀態(tài)[33]。

相干深組合算法需要維持接收信號(hào)與本地信 號(hào)的相位鎖定，保證跟蹤精度，所以必須估計(jì)載波 相位誤差，而非相干深組合算法則不需要。相比于 載波相位跟蹤，碼相位和載波頻率的跟蹤能夠在 較低的載噪比環(huán)境中運(yùn)行。因此非相干深組合導(dǎo) 航精度更高，但不能在低載噪比的情況下使用。同 時(shí)，相干深組合避開了鑒相器的非線性干擾，能夠 使預(yù)濾波器的輸入增益更大，并可以有效地減弱 噪聲。這兩種分布式深組合方式各有優(yōu)劣勢(shì)，但是 鑒于非相干較差的抗干擾性能，相干深組合方式 更適合于實(shí)際應(yīng)用[34]。2006年，韓國的JeongWon Kim[35]等人將鑒相器的輸出線性化，同時(shí)設(shè)計(jì)了 線性卡爾曼濾波器并驗(yàn)證了其可行性。如果把此 項(xiàng)技術(shù)用于非相關(guān)模式中，就能消除其高度非線 性的劣勢(shì)，具有一定的開發(fā)前景。

2.3 深組合各模式特性對(duì)比

三種深組合模式采用不同的濾波器設(shè)計(jì)方案 實(shí)現(xiàn)了矢量跟蹤的數(shù)據(jù)融合。集中式深組合模式 將GPS跟蹤數(shù)據(jù)和SINS導(dǎo)航信息輸入組合導(dǎo)航濾 波器中，保持了數(shù)據(jù)的完整性，但是濾波器負(fù)擔(dān)過 重，影響輸出頻率；分布式深組合模式采用兩級(jí)濾 波器，降低了主濾波器的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。相干式采用I/ Q信號(hào)作為觀測(cè)量，并需要完成載波相位跟蹤；非 相干式則采用鑒相器輸出，無需跟蹤載波相位。表 1選擇了五個(gè)關(guān)鍵性能來總結(jié)對(duì)比三種結(jié)構(gòu)的特 點(diǎn)。

3 深組合硬件平臺(tái)研究現(xiàn)狀

雖然深組合模型在可靠性驗(yàn)證上還有待加強(qiáng)， 但基本模型已經(jīng)建立，故已有一大批國內(nèi)外學(xué)者 開始建立深組合硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。

2000年，Draper實(shí)驗(yàn)室[36]的研究人員實(shí)現(xiàn)了 深組合的半物理仿真。硬件平臺(tái)包括IBMPC-兼 容機(jī)、COTSGPS接收機(jī)處理卡（嵌入PC機(jī)的ISA 總線插槽）和射頻信號(hào)/干擾信號(hào)模擬機(jī)（干擾噪聲 帶寬2MHz）。將飛行軌跡文件輸入至GPS信號(hào)模 擬器和SINS處理器，并設(shè)定SINS解算率為50Hz， 深組合導(dǎo)航更新率為10Hz，采用四個(gè)通道跟蹤衛(wèi) 星。實(shí)驗(yàn)表明此系統(tǒng)可在J/S為15dB的干擾下連 續(xù)跟蹤并完成導(dǎo)航解算，當(dāng)J/S提高至58dB后最 大位置誤差為61m，最大速度誤差為0.85m/s。

英國QinetiQ公司[34]在深組合導(dǎo)航處理器制 造生產(chǎn)上處于領(lǐng)先地位，采用PC104處理器實(shí)現(xiàn) GPS/INS深組合導(dǎo)航算法，并通過低電壓差分信 號(hào)裝置（LowVoltageDifferentialSignalling）將處理 器與P碼GPS接收機(jī)聯(lián)接。PaulD.Groves等人應(yīng) 用其生產(chǎn)的處理器，并配置以Spirent7700GPS信 號(hào)模擬器、SpirentSimInertialIMU模擬器和STAN AG4572噪聲干擾器進(jìn)行深組合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí) 又用天線代替GPS信號(hào)模擬器，BAESystemsSi IMU01代替IMU模擬器實(shí)現(xiàn)了完整的導(dǎo)航硬件系 統(tǒng)，均完成了深組合導(dǎo)航算法對(duì)I/Q輸出信號(hào)的 正確處理。

南京理工大學(xué)的楊洋[37]設(shè)計(jì)了一種基于FP GA/DSP平臺(tái)的深組合應(yīng)用整機(jī)方案。RF前端設(shè) 計(jì)使用分立元件完成，F(xiàn)PGA采用Xilinx的Spar tan3E-1600完成RF數(shù)據(jù)的采集和AGC控制， 對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行相干累加計(jì)算，DSP用TI公司 TMS320系列的VC6727完成基帶信號(hào)處理和 PVT解算，并通過Verilog語言在ISEDesignSuite 環(huán)境下和通過C語言在CCS環(huán)境下完成調(diào)試。仿 真驗(yàn)證此種接收機(jī)具有尺寸小、功耗低、通用性 和兼容性較好等特點(diǎn)，在動(dòng)態(tài)性能和抗干擾能力 上也有所提高。

4 結(jié)論與展望

GPS/SINS深組合導(dǎo)航技術(shù)具有衛(wèi)星重捕速度 快、高抗干擾性、動(dòng)態(tài)性能好、適用于低載噪比環(huán) 境等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為了國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。但由于 深組合結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，此項(xiàng)技術(shù)仍然存在一些問 題亟待解決，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）現(xiàn)有的矢量跟蹤模型大都是非線性模型， 而無論是集中式還是分布式模式，對(duì)導(dǎo)航處理器 的運(yùn)算能力與速度要求都很高。線性化模型尚處 于算法研究以及仿真實(shí)驗(yàn)階段，研究更精確的線 性模型將進(jìn)一步完善GPS/SINS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)， 也將有助于導(dǎo)航接收機(jī)等硬件設(shè)備的開發(fā)。

（2）由于GPS/SINS深組合各跟蹤通道的聯(lián)合 雖然加強(qiáng)了數(shù)據(jù)融合，有效的給強(qiáng)、弱信號(hào)的跟蹤 通道分配了權(quán)重，但是這也使得其可靠性下降，一 旦發(fā)生衛(wèi)星失效，導(dǎo)航解算立刻中止。因此，解決 完好性檢測(cè)問題，提高并驗(yàn)證其可靠性和實(shí)用價(jià) 值是研究人員必須面對(duì)的問題。

（3）鑒于GPS/SINS深組合的性能特點(diǎn)和優(yōu)良 品質(zhì)，其在弱信號(hào)、高動(dòng)態(tài)以及其他方面都有著廣 闊的應(yīng)用前景。能否實(shí)現(xiàn)硬件處理，研制出基于矢 量跟蹤的深組合導(dǎo)航接收機(jī)樣機(jī)甚至產(chǎn)品，已成 為當(dāng)前GPS/SINS深組合技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

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