◆毛红瑛 陈至坤

（华北理工大学 电气工程学院 河北 063210）

多传感器信息融合技术在20世纪80年代被广泛应用在无人机导航系统、控制系统、机器人的运动控制，游戏机、虚拟现实以及各种可穿戴设备中[1]。全球导航卫星系统（GNSS）技术设计之初被用来提供位置、航迹等信息，该技术可以实现全天24 小时实时监测、几乎覆盖全球所有地域[2]。随着国内外学者对惯性器件的研究越来越深入，发现陀螺仪短时精度高、动态性能较好，受震动的影响较小，但是它长时间使用会出现累计误差；而加速度计电子磁罗盘在性能上可以很好与陀螺仪互补，虽然其输出可以得到姿态角，也不存在误差累积，但对环境要求较高，难以实现飞行器姿态的准确度量。综合上述对三种传感器优缺点的分析，笔者提出了更为完善的姿态解算方法，即将陀螺仪、加速度计、电子磁罗盘三者结合组成航姿参考系统（AHRS），利用传感器间的互补融合[3]，达到提高解算精度的目的。

关于组合导航技术，国外发展的较早，未来的发展主要集中在进一步提升GNSS 的抗干扰能力、以及与多种辅助传感器（如里程计、摄像机和光流计等）的结合这两方面[4]。本文采用扩展卡尔曼滤波算法利用加速度计、陀螺仪和电子磁罗盘求解姿态角，然后再采用松组合方式结合GNSS 来求解导航信息，提供了一种既适用于短时间也适用于长时间内的全姿态参数。GNSS 可以防止AHRS 在导航时产生的较大偏差，AHRS 可以缓解GNSS 信号中断时所造成的严重后果，因此将两者互补使结果最优。……