Page 309 - 测绘新技术的理论与实践研究

第九章 激光跟踪仪高精度测量技术研究

（五）组合法姿态测量

随着技术的发展，不同传感器的融合也成为一种趋势，以互相弥补不足，提
高位姿测量效率和精度。组合法姿态测量的主要原理是通过间接姿态测量的方法
快速获取载体初始姿态信息，而后采用直接姿态测量方法获取载体姿态的变化量。
比较典型的方法有 GNSS/INS 组合位置姿态测量，其原理是通过多天线 GNSS 快

速获取初始的姿态信息，缩短惯性传感器初始收敛时间并抑制惯性传感器的姿态
发散，而惯性传感器可提供相对高精度的姿态信息，在信号遮挡区域可维持，从

而提高系统整体的可靠性和稳定性。该方法综合了惯性传感器和 GNSS 天线的优
点，可快速获取载体的姿态精度，可靠性强。但也存在不足之处：存在姿态校正
滞后和精度估计过高的问题。
目前，学者主要对提高组合导航系统位置姿态精度开展了大量研究，但对组

合导航系统，尤其是高精度组合导航系统的位置姿态精度评估的研究相对较少，
精度测试仍依赖厂商来完成，缺少公开、系统的检测方法。国内外学者主要通
过对导航系统最终定位结果反推姿态精度或单独分析惯性传感器精度的方式来开

展高精度组合导航系统姿态精度评估研究：一是通过分析整体定位、成图质量
的方法评估系统姿态精度：有学者分别对机载和车载平台的移动测量系统开展整
体精度检测研究，通过比对特征点的方式验证其组合导航系统的位置姿态精度；
二是通过单独分析惯性传感器精度的方法评估系统姿态精度：对惯性传感器姿态

精度的检测多采用三轴惯性转台来完成的。国外对惯性转台的研究较早，这部分
研究主要是商业公司开展的。其中代表厂商有：美国 CGC、德国 MBB 和法国
WUILFERT。

存在的问题为：通过定位、成图质量分析组合导航系统的位置姿态精度时，
传感器测量误差，传感器的安置误差及传感器之间数据同步误差都会对多源融合
导航系统精度的分析造成一定的影响。且该种方法对检测环境要求较高，需要设
置明显的特征点且检测过程较为复杂：通过分析子系统动态精度来评定导航系统

的位置姿态精度时，则存在自动化程度较低，采用转台的方式对环境的依赖性较
大，且部分检测方法对检测目标的运动方式也有一定要求，不能真实反映组合导

航系统的工作状态等问题。在国外公司和科研机构不愿公开高精度导航系统位置
姿态精度评估方案的情况下，国内在该方面的研究仍处于实验和仿真阶段，基本
没有工程化和实用化，也缺乏相关理论成果。

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