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┃  單獨的GPS衛星具有較低的完好性           ┃  單獨的慣性傳感器具有很高的完好性    ┃
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11.2.3.2  GPS/INS酌組合方式
    INS和GPS接收機間有三種的組合方式，松散組合、緊密組合和深度組合。
    1)松散組合
    松散組合的GPS/INS中，GPS接收機基本上作為一個自主導航儀，它可通過自動或手動
方式為INS提供周期性的位置或（和）速度修正。是一種典型的各自獨立的組合等級，其最
終輸出性能將比單獨裝置中的任意一個都要好，但它只能在低的載體動力學和干擾小的條件
下使用。
  2)緊密組合
  緊密組合的GPS/INS中，GPS接收機和慣導裝置各自包含一個卡爾曼濾波器，他們產生
位置和速度導航數據，通過數據總線傳輸到中央任務計算機，然后在那里同一個進一步的濾
波器非常仔細的時間同步數據處理。
  3)深度組合
  深度組合又叫做嵌入式組合，在這種組合的GPS/INS中，GPS接收機作為一塊線路板嵌
入到INS的單元內，構成嵌入式系統。單獨的卡爾曼濾波器用來將原始的慣性測量數據與衛
星測量數據進行深度組合。由于被組合的是測量數據而不是導航數據，它允許卡爾曼濾波器
比較準確地建立起誤差模型，從而提供一個連續而準確的導航解。
    目前廣泛使用的捷聯式慣性基準系統與GPS組合，如圖11.16所示。捷聯式慣性基準系
統接受GPS系統提供的誤差有界的速度信息作速度阻尼動態調平，GPS和IRS都有各自的數
字處理機，程序和數據存儲模塊以及自己的輸入／輸出裝置，兩臺機器通過分時數據存儲程序
模塊進行聯系，并用一個共同的時間同步系統。這種系統沒有自己的控制顯示裝置，飛行管
理計算機為該組合系統輸入起始數據和飛行制導。
天線
捷聯武
慣性基
準系統
高度
圖11.16 GPS與IRS的組合
飛機
飛行管理
飛行控制
飛行儀表
大氣數據
11.2.3.3 GPS和INS組合導航的優點
  將GPS的位置數據用作對慣導系統導航解的連續或有選擇性的修正，則可大大提高慣導
系統的精度。將GPS信息與來自慣性導航的信息進行比較，然后利用差值作為標定慣性元件
的一種手段．它能被用作慣性系統的空中對準。
  組合系統可以充分利用GPS和INS互補特點，組合后無論是在精度、性能、可靠性等方
面，都低于單獨的系統。實施GPS/INS組合導航具下面優點。
    ①GPS/INS組合對改善系統精度有利。GPS提供位置與速度信息，有利于提高INS的
精度，反過來，在衛星覆蓋不好的時段內，INS幫助GPS提高精度。
    ②GPS/INS組合系統加強了抗干擾能力。當GPS信號條件顯著改善到允許跟蹤時，INS
向GPS接收機提供有關的初始位置、速度等信息，以供在迅速地獲取GPS碼和載波時使用；
INS信號也可被用來輔助GPS接收機天線的方向瞄準衛星，從而減小了干擾對系統工作的影
響，同時由于INS知道位置，故接收機搜索GPS的工作量減小；INS還能提供數據以供修改
跟蹤回路參數之用，通過改變信號動態特性和信噪比，從而改進跟蹤回路的能力，保證捕獲
并鎖定GPS衛星信號。
    ③解決了GPS動態應用采樣頻率低的問題。
    ④GPS/INS組合降低了對INS的要求。這是因為組合系統中主要利用INS的速度信號
解決動態跟蹤問題，而高精度定位則由GPS來實現，同時，高精度GPS信號可以顯著提高
組合系統的性能。
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  ⑤GPS/INS組合系統用途更廣。
11.2.3.4全球定位慣性基準系統(GPIRS)
  全球定位慣性基準系統，將GPS與經常連續可用的慣性基準系統結合起來，克服了GPS
的缺點并減輕了飛行員的工作負擔。這種組合在i龐音飛機上已得到了應用。
    1)GPIRS的組成
    GPIRS包括三個全球定位慣性基準單元(GPIRU)、兩個帶微片天線的GPS傳感器
( GPSSU)。GPSSU跟蹤GPS衛星發射的C/A碼信號，計算偽距，然后計算偽距變化率，計
算出飛機位置；GPIRU進行數據處理，并輸入相關的數據。
    2) GPIRS的組合導航計算
    GPSSU為組合導航處理機提供偽距和偽距變化量及衛星位置，這些數據與以前濾波器計
算得到的偽距和偽距變化率的估計值比較，它們間的差值作為卡爾曼濾波器的輸入。處理機
　
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