Методы обработки ошибок плеча IMU-GNSS
7 апреля 2026Неточное измерение плеча между IMU (инерциальным измерительным блоком) и антеннами GNSS (глобальной навигационной спутниковой системы) является распространённым источником ошибок в системах интегрированной навигации GNSS/INS. Эта ошибка заметно влияет на точность интегрированной навигации в динамических условиях, особенно при вращательном движении. Обычно для компенсации ошибок, вызванных влиянием плеча в интегрированной навигационной системе, используются следующие методы.
1. Офлайн-калибровка: до ввода системы в эксплуатацию вектор плеча точно оценивается с помощью специальных испытательных манёвров. Обычно применяются статический многопозиционный метод и динамические манёвры, такие как «восьмёрка» или змейка. При корректной организации манёвров и высоком качестве данных можно получить очень точную оценку плеча.
2. Онлайн-оценивание: в процессе работы фильтра интегрированной навигации, обычно фильтра Калмана или его вариантов, таких как EKF и UKF, вектор плеча включается в состав вектора состояния для оценки в реальном времени. Этот подход не требует дополнительных офлайн-испытаний и позволяет постепенно корректировать ошибку плеча в ходе нормальной работы системы.
3. Адаптивная/робастная фильтрация: когда ошибка плеча неизвестна точно, а эффект онлайн-оценивания недостаточен, например из-за малой манёвренности носителя, настройка параметров фильтра позволяет допускать или ослаблять влияние ошибки плеча, предотвращать расходимость фильтра и не допускать чрезмерно оптимистичной оценки точности.
Рекомендуется в первую очередь использовать офлайн-калибровку. Если позволяют условия, лучшим способом получения высокоточных значений плеча является специализированная динамическая калибровка с манёврами. Затем реализуется онлайн-оценивание, при котором вектор плеча рассматривается как переменная состояния фильтра интегрированной навигации. Это наиболее распространённый и эффективный метод обработки в реальном времени в инженерной практике. Необходимо обязательно обеспечить достаточную вращательную манёвренность носителя, чтобы плечо стало наблюдаемым. Наконец, следует дополнительно сочетать этот подход с адаптивными и робастными стратегиями, чтобы предотвратить серьёзное ухудшение характеристик или расходимость.