无线定位组合方法研究

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【摘 要】本文通过分析惯性导航定位系统所存在的优缺点，给出四种无线定位组合定位方法。实际中，通过综合考虑定位精度、定位时间、定位效率等因素，选择合适的定位技术。

【关键词】惯性导航系统；无线定位；组合定位方法

Combination Method of Wireless Location

FU Cheng-biao

（School of Department of Computer Science and Engineering， Qujing Normal College， Qujing Yunnan 655011，China）

【Abstract】By analyzing the advantages and disadvantages of Inertial navigation systems， this paper given four kinds of combinations of wireless location positioning method， the actual， by considering the positioning accuracy， positioning time， positioning efficiency and other factors， select the appropriate positioning technology.

【Key words】Inertial navigation system；Wireless location；Combination positioning method

0 引言

随着导航定位技术发展，该技术可以给人们提供位置信息服务，从而受到广泛的应用，尤其导航技术的不断发展，应用前景很广大，目前在海陆空三个领域都得到大力发展，而且随着车载无线电导航与卫星导航系统的发展，导航技术在现代战争中占据着十分重要的地位，它是现代战争的重要信息源[1]。

随着科学技术的不断进步，出现了越来越多的现代导航系统，如惯性导航系统（Inertial Navigation System：INS）、多普勒导航系统（Doppler）、全球定位系统（GPS）、奥米加导航系统（Omega）、天文导航（CNS）、地形辅助系统（MM），还有罗兰系统（Loran）和塔康系统（Tacan）等，这些导航系统各有优缺点，精度和成本也大不相同[2]。

1 惯性导航系统

在众多导航系统中，真正意义上的自主式导航系统是惯性导航系统，改系统利用加速度计、陀螺仪等惯性元件来测量载体的运动加速度和角加速度，通过积分运算之后，求出导航定位参数，以最终获取载体目标位置信息[3]。惯性导航系统的主要优点归纳起来如下所示：

1.1 工作自主性强

该导航定位系统是一种强自主性的系统，它在完成定位任务时是借助于机载、弹载设备感测加速度，而不需要额外的其他设备信息，可以独立的工作，定位精度性能优越，具有工作自主性强的优势。

1.2 提供完善的导航参数信息

一般定位参数包含位置信息和速度信息，改惯性导航定位系统能够提供完善的参数信息，如可以提供位置、速度、姿态、航向等多方面的参数信息。与此同时，当惯性导航定位系统与车辆控制系统相结合时，借助定位系统所提供的全面参数信息，可以完全实现车辆的自动驾驶功能，

1.3 较强的抗干扰能力

惯性导航对磁、电、光、热及核辐射等形成的波、场、线的影响都不敏感，具有极强的抗干扰能力，既不易被敌人发现，也不易被敌方干扰。同时不受气候条件限制，能满足全天侯导航的要求；也不受地面形状、沙漠或海面的影响，能满足全球范围的导航要求。

每种导航定位系统存在的同时也存在一定的缺陷，该惯性导航系统的缺点在于，随着定位时间的消耗，最终的定位精度性能降低，因此在综合使用的过程中，需要考虑定位时间和定位精度之间的关系。

该定位系统的核心部件陀螺仪存在漂移误差，致使稳定平台随载体运行时间的不断增长，偏离基准位置的角度不断增大，使加速度计的测量和即时位置的计算误差不断增加，导航精度不断降低。为了提高导航精度，就得提高陀螺仪、加速度计的制造精度。如今各国都在加快发展高精度的惯性导航系统，但由于制造工艺的限制，对于惯性导航系统而言，要继续提高精度已经很困难。

2 组合定位方法

在继续发展高精度惯性导航系统的同时，组合导航成为各国发展导航系统的重点，其中不依赖于外界卫星的组合导航系统是最具有应用前景的导航系统。目前常见的组合定位方式分如下几种：第一，不同无线定位系统之间结合，如全球四大定位系统，GPS、GLONASS、伽利略、中国北斗，这四类系统都是由不同机制的卫星分布在太空，完成对地面系统定位导航功能，不同卫星定位系统之间的结合存在融合的问题，不同卫星信号之间定位伪距之间的变化关系，定位系统时差关系，卫星书面选取关系等；第二，蜂窝网络定位系统，随着移动通信技术的飞跃发展，手机的使用普及，蜂窝通信网络定位系统的应用场景越来越广泛；第三，无线传感网络定位系统，随着传感器的使用，借助传感的定位系统近些年得到很大的发展，该系统无需使用定位卫星信号，传感器价格低廉，因此该定位系统自主性发展好；第四，室内定位技术，室外定位系统由于GPS卫星应用的广泛，其技术已经很相当成熟，但在GPS定位的盲区，如室内，无法准确获取目标的定位系统，室内定位技术的难题一直是近些年来攻克的难题之一，普遍存在的室内定位技术有UWB定位技术、RFID定位技术、Wi-Fi定位技术等。不论采用何种定位技术，其目的都是为了准确地获取目标的定位信息。

3 结论

本文介绍了惯性导航定位技术的发展状况，阐述了该项技术的优点和缺点，之后说明了组合定位方式的常见四种方法。

【参考文献】

[1]张国良，曾静.组合导航原理与技术[M].西安：西安交通大学出版社，2008，5：111-118.

[2]郭灵利.GPS/INS紧密组合导航系统研究[D].天津：中国民航大学，2008.

[3]吴万清，李征航.车载SINS-DGPS-里程仪组合系统捷联起始姿态角确定方法[J].传感器与微系统，2008，27（3）：73-76.