导航系统与信息融合的关系

与单一传感器的导航系统相比,应用多传感器信息融合技术进行导航(即组合导航系统)已成为当前国内外相关研究的发展趋势。该系统通过分析和利用多种传感器的输出数据,并对这些数据进行融合,从而获取更加精确的位置、速度、姿态等导航信息。根据信息融合系统层级划分标准,组合导航系统中的多传感器信息融合主要属于基础层级中的位置级融合和目标识别级融合,可以采取集中式结构、分布式结构、混合式结构等。

组合导航系统中的信息融合主要用于状态估计,用于描述系统运动的状态量(如位置、速度、角速度、姿态或误差值等)。在进行数据融合时,首先,将各传感器的输出数据转换到同一个坐标系；然后,根据建立的数学模型和选定的最优估计准则,将针对同一个状态量的不同数据进行融合,获得该状态量的最优估计值。其中,常用的估计准则将在3.4节进行介绍。

在导航领域,采用信息融合主要有以下优点：

(1)系统冗余度增加,因此系统的容错能力也相应得到提高。

(2)能充分利用不同导航系统的特点,实现优势互补,从而增强系统动态适应能力,并提高整个系统的精度。(www.xing528.com)

(3)能提高空间和时间的覆盖范围。

(4)能增加导航信息矢量的维数,丰富导航信息内容。

(5)多传感器信息融合技术采用并行处理手段,能缩短系统信息处理的总时间,并降低获得信息的费用。

与使用单一传感器的导航系统相比,组合导航系统也存在一些缺点。例如：系统的硬件成本增加；由于设备复杂,因此设备的物理可靠性降低,且维修成本增加；随着设备的体积、质量、功耗等增加,红外特征将增大,从而将提高被敌方探测到的概率。