黄运乾，程鹏飞，成英燕

(1.武汉大学测绘学院，湖北武汉430079;2.国家测绘工程中心，北京100039;3.国家测绘产品质量检验测试中心，北京100830;4.中国测绘科学研究院，北京100830)

一、引 言

GPS/INS紧组合导航是一种仅仅依靠GPS原始观测数据(伪距、伪距率)来和INS数据进行组合导航的一种模式。它的优点在于直接提取卫星接机中伪距、伪距率信息作为观测量，降低了量测噪声的相关性，并能在GPS可见卫星数小于4颗的情况下确保一定的导航精度;同时用补偿后的伪距、伪距率信息辅助接收机进行卫星捕获，有助于提高系统的导航精度、鲁棒性及抗干扰性能。

在惯性导航系统(INS)中，通过惯性测量单元陀螺和加速度计分别测得载体的角运动和线运动信息，导航计算机根据这些测量信息解算出载体的航向、姿态、速度和位置等导航参数。其中，姿态矩阵的解算相当于建立起数学平台，姿态矩阵一方面把加速度计的输出从载体坐标系变换到导航坐标系，然后进行导航计算;另一方面利用姿态矩阵的元素可以提取水平姿态角与航向角信息。姿态矩阵的计算，涉及载体姿态的实时解算，也关系到惯性导航平台的即时修正，姿态矩阵实时更新的速度和精度对导航系统的性能有着直接的影响，因此姿态更新算法性能的优劣直接影响捷联惯性导航系统的导航精度，是捷联惯性导航系统算法的核心。

姿态更新算法有方向余弦法、四元数法等，本文将方向余弦算法和四元数算法应用在GPS/INS紧组合仿真数据处理过程中，并对其结果进行比较，从而选择一种更适用于GPS/INS紧组合数据处理的姿态更新算法。……