戴洪德, 马宇峰, 戴邵武, 郑百东, 张笑宇

(海军航空大学航空基础学院, 山东 烟台 264001)

0 引 言

随着全球卫星定位系统的发展,基于位置的服务(location based services, LBS)[1-2]更加成为了人们生产和生活中必不可少的重要组成部分。同时,基于位置信息的实时行人导航技术也普遍地应用到人们的日常生活之中。目前,常用的行人导航技术一般以全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)为主,同时引入地图匹配来减少行人导航系统中的随机误差,通过该方法行人可以在地形开阔且卫星信号良好的区域获得准确的导航信息[3]。但是当行人在室内环境时,卫星信号不良和缺失就会导致行人导航系统无法完成定位和导航任务。现有的室内导航技术主要有室内伪卫星射频识别(radio frequency identification, RFID)、超宽带(ultra wide band, UWB)、无线局域网(wireless local area network, WLAN)指纹、WIFI、蓝牙、视觉和ZigBee等[4-10]。而对于消防救援、抢险救灾、室内近距离巷战(close quarter battle, CQB)等,通常应急人员所处建筑室内没有提前铺设室内导航设备或现场设备已损毁,人员无法使用上述室内导航技术实施救援或作战,这就要求人员所携带的导航设备具有极高的自主性。基于微机电系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)惯性测量单元(MEMS inertial measurement unit, MIMU)的惯性行人导航系统因其自主性强,成本低逐渐成为行人导航系统的主流研究方向,但是MIMU定位误差会随时间逐渐积累。针对此问题,20世纪90年代末,Elwell提出了零速修正(zero velocity update, ZUPT)算法[11],通过周期性应用速度为零对导航误差进行修正。但是惯性行人导航系统存在航向角不可观测的问题,ZUPT算法无法对航向角误差进行修正,最终导致导航精度降低。……