多源融合导航技术综述

发布时间：2019-09-20 11:10

【摘要】：随着定位与导航技术的快速发展,基于位置的服务给人们带来越来越好的用户体验。但是单一的导航源往往达不到用户的精度要求,同时也不具备足够好的鲁棒性和可靠性。多源融合导航基于信息融合技术,将来自不同导航源的同构或者异构的导航信息按照相应的融合算法进行融合,从而得到最佳的融合结果。相对于传统的单一导航源,多源融合导航可以充分利用每一个导航源的优势,从而提供最好的定位与导航服务。对多源信息融合以及多源融合导航技术进行分析和概述,同时阐述常用的多源融合算法及多源融合导航的性能评估。
【图文】：

惯性导航,基本原理

·56·赵万龙等，多源融合导航技术综述第37卷第6期的特点，在未来可以共同为全球提供稳定的卫星导航服务。2.2.2惯性导航惯性导航技术是通过陀螺和加速度计测量目标的角速率和加速度，然后通过积分运算计算出目标的位置信息以及速度信息[17]。惯性导航的基本原理如图1所示。在x轴和y轴方向上分别对分项加速度求积分，从而得到速度信息。然后在已知初始速度的情况下再次求积分，得到测量目标的位置坐标(x,y)。图1惯性导航基本原理Fig.1Schematicdiagramofinertialnavigation2.2.3光/声学导航光学导航主要为可见光通信定位[18]，可见光通信定位将配备信号控制装置的LED灯发光的明暗变化作为ID信号发送，接收到ID信号的便携终端将其转换成位置信息。该技术的定位精度约为1m。声学导航系统主要应用于水下潜艇的定位。与其他导航系统相比，声学导航具有以下优点：既可以用于水面，也可以用于水下导航；能够实时准确地测量载体的速度、艏向等信息。2.2.4重力/磁力导航重力导航是在重力测量、重力异常及垂线偏差的测量和补偿的基础上发展起来的。磁力导航则是根据地球上不同位置的地磁场各不相同，首先采用地磁传感器测量地磁矢量数据库，然后在线定位时根据匹配算法，将实时测量的地磁场与地磁矢量数据库进行比对，从而获取当前用户位置信息。重力/磁力导航的基本原理都属于模型匹配定位。首先离线构造重力/磁力场模型，然后在线进行匹配定位。其基本原理如图2所示。2.2.5典型室内定位方法得益于卫星导航系统的存在，室外定位很大程度上满足了人们对定位导航服务的要求。但是由于室内环境中可见星的遮挡问题，卫星导航无法使用。目前室内定位方法主要包括无线传感器网络定位、超宽带定位、蓝牙定位、WLAN定位等等。其中WLAN定位具有?

磁力,重力,基本原理

比，，声学导航具有以下优点：既可以用于水面，也可以用于水下导航；能够实时准确地测量载体的速度、艏向等信息。2.2.4重力/磁力导航重力导航是在重力测量、重力异常及垂线偏差的测量和补偿的基础上发展起来的。磁力导航则是根据地球上不同位置的地磁场各不相同，首先采用地磁传感器测量地磁矢量数据库，然后在线定位时根据匹配算法，将实时测量的地磁场与地磁矢量数据库进行比对，从而获取当前用户位置信息。重力/磁力导航的基本原理都属于模型匹配定位。首先离线构造重力/磁力场模型，然后在线进行匹配定位。其基本原理如图2所示。2.2.5典型室内定位方法得益于卫星导航系统的存在，室外定位很大程度上满足了人们对定位导航服务的要求。但是由于室内环境中可见星的遮挡问题，卫星导航无法使用。目前室内定位方法主要包括无线传感器网络定位、超宽带定位、蓝牙定位、WLAN定位等等。其中WLAN定位具有定位成本低、实现方便的特点，被认为是最具有前景的定位手段[19]。WLAN室内定位主要有基于匹配算法的指纹定位和基于接收信号强度RSS（ReceivedSignalStrength）测距的无线定位[20]。2.3多源融合导航架构图2重力/磁力导航基本原理Fig.2Schematicdiagramofgravityandmagnetismnavigation
【作者单位】：哈尔滨工业大学;
【基金】：国家重大专项子课题(NO.2014ZX03004003)
【分类号】：TN96

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