《惯导与GPS第1章导航概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《惯导与GPS第1章导航概述（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、成绩：期末考试占成绩：期末考试占 60% 60%； 上机占上机占 20% 20%； 平时占平时占 20% 20%。学时：授课学时：授课48 + 48 + 上机上机1616内容：共三部分内容：共三部分导航系统概述导航系统概述GPS惯性导航惯性导航* *其它导航方式其它导航方式（以（以GPS为主）为主）第第1 1章章 导航系统概述导航系统概述问：问：一个人从一个地方走到另一个地方是否需要导航？一个人从一个地方走到另一个地方是否需要导航？答：需要。答：需要。日常生活中的运动体都在不同程度的进行着某种形式日常生活中的运动体都在不同程度的进行着某种形式的导航。的导航。运动体运动体比如，学生从宿舍到食堂，
2、再到教室的过程。比如，学生从宿舍到食堂，再到教室的过程。简要介绍各种导航系统的基本情况、基本概念和知识点简要介绍各种导航系统的基本情况、基本概念和知识点1.1 1.1 导航、大地测量与制导导航、大地测量与制导1.2 1.2 导航技术发展简介导航技术发展简介1.3 1.3 导航的坐标与原理导航的坐标与原理1.4 1.4 地球形状描述及曲率半径地球形状描述及曲率半径1.1 1.1 导航、大地测量与制导导航、大地测量与制导1.1.1 1.1.1 导航与导航系统导航与导航系统1.1.2 1.1.2 大地测量大地测量1.1.3 1.1.3 制导制导1.1.4 1.1.4 导航与制导的区别导航与制导的区别
3、1.1.5 1.1.5 导航系统发展趋势导航系统发展趋势检测和确定这些参数是通过检测和确定这些参数是通过 完成。完成。载体（运载体）在空间运动过程的载体（运载体）在空间运动过程的基本参数基本参数？具有导航功能的系统具有导航功能的系统 、 、 是载体运动过程的是载体运动过程的基本参数基本参数。位置位置 速度速度 姿态姿态导航的实质：导航的实质： 即是要获取载体的这三个基本参数即是要获取载体的这三个基本参数 或其中一部分参数。或其中一部分参数。（1 1）什么是导航？）什么是导航？导：引导导：引导航：航行航：航行导航：导航：引导载体到达目的地的引导载体到达目的地的 和和 过程。过程。确定载体的确定载
4、体的 和和 ；引导一个物体从一个地方航行到另一个地方的科学。引导一个物体从一个地方航行到另一个地方的科学。1.1.1 1.1.1 导航与导航系统导航与导航系统位置位置姿态姿态控制控制 指示指示（泛指：飞行器、舰船、车辆、人、动物，等）（泛指：飞行器、舰船、车辆、人、动物，等）过程过程（速度）（速度）（2 2）导航分两类：）导航分两类：自主式导航自主式导航：非自主式导航非自主式导航： 1.1.1 1.1.1 导航与导航系统导航与导航系统用于飞行器或船舶上的设备导航，有惯性用于飞行器或船舶上的设备导航，有惯性导航、多普勒导航和天文导航等；导航、多普勒导航和天文导航等；用于飞行器、船舶、汽车等交通设
5、备与用于飞行器、船舶、汽车等交通设备与有关的地面或空中设备相配合导航，有有关的地面或空中设备相配合导航，有无线电导航、卫星导航。无线电导航、卫星导航。 （3 3）导航的任务：）导航的任务：提供运动载体的提供运动载体的 6 6自由度导航参数；即自由度导航参数；即 3 3维位置和维位置和 3 3维角维角度，它们决定一个物体在三维空间的度，它们决定一个物体在三维空间的位置位置和和姿态姿态。（4 4）导航系统：）导航系统： 能提供导航参数，实现导航任务的软件和硬件。能提供导航参数，实现导航任务的软件和硬件。导航装置通常分为导航装置通常分为陆基陆基和和星基星基两大类。两大类。1.1.1 1.1.1 导航
6、与导航系统导航与导航系统早期导航系统：主要由功能单一的仪表组成；早期导航系统：主要由功能单一的仪表组成；当前导航系统：由各种传感器所构成的高精度复杂系统。当前导航系统：由各种传感器所构成的高精度复杂系统。导航系统有导航系统有 2 2 种工作状态：种工作状态：指示指示状态：状态：自动导航自动导航状态：状态：在这两种工作状态下：导航系统的作用只是提供导航参数，为在这两种工作状态下：导航系统的作用只是提供导航参数，为 自动控制和导引载体按预定轨迹准确自动控制和导引载体按预定轨迹准确 到达目的地的制导过程提供信息保障。到达目的地的制导过程提供信息保障。1.1.1 1.1.1 导航与导航系统导航与导航系
7、统导航系统提供的导航信息仅供驾驶员操作和引导导航系统提供的导航信息仅供驾驶员操作和引导载体之用，导航系统不直接对载体进行控制。载体之用，导航系统不直接对载体进行控制。导航系统直接提供信息给载体的自动驾驶控制导航系统直接提供信息给载体的自动驾驶控制系统，由其操纵和引导载体。系统，由其操纵和引导载体。1.1.2 1.1.2 大地测量大地测量目标：获取位置和方向。主要研究和测定地球形状、大小目标：获取位置和方向。主要研究和测定地球形状、大小 和重力场。以及测定地面点几何位置。和重力场。以及测定地面点几何位置。典型：典型：GPSGPS定位。定位。作用对象作用对象定位方式定位方式输出物理量输出物理量 实
8、时性要求实时性要求导航导航运动载体运动载体动态定位动态定位 速度、姿态、速度、姿态、位置位置很高很高大地测量大地测量地面物体地面物体静态定位静态定位精确位置精确位置不高不高表表1.1 1.1 导航与大地测量的区别导航与大地测量的区别1.1.3 1.1.3 制导制导 制导是一个与导航紧密相关的概念，用于导弹、制导炸制导是一个与导航紧密相关的概念，用于导弹、制导炸 弹弹/ /炮弹、鱼雷等武器。炮弹、鱼雷等武器。制导：制导：自动控制和导引载体按预定航迹准确到达目标的自动控制和导引载体按预定航迹准确到达目标的过程过程。包括：应用导航的测量值和自动控制的全部闭环过程。包括：应用导航的测量值和自动控制的全
9、部闭环过程。制导系统：制导系统： 实现导引和控制载体按预定航迹导向目标的软、硬件。实现导引和控制载体按预定航迹导向目标的软、硬件。闭环闭环1.1.3 1.1.3 制导制导制导系统的主要功能（制导系统的主要功能（3 3点）：点）：（1 1）根据起始点、目标点和约束条件，建立航迹参数）根据起始点、目标点和约束条件，建立航迹参数 （航路点、航线等）。（航路点、航线等）。（2 2）由导航系统测量载体运动，确定载体的导航参数）由导航系统测量载体运动，确定载体的导航参数 （位置、速度、姿态）。（位置、速度、姿态）。（3 3）根据航迹和运动参数，自动产生控制（制导）信息，）根据航迹和运动参数，自动产生控制（
10、制导）信息， 传输给载体相应的控制系统。传输给载体相应的控制系统。例如：例如：载体上的自动驾驶系统结合计算机已存储的飞行路径中各载体上的自动驾驶系统结合计算机已存储的飞行路径中各航路点的位置信息。航路点的位置信息。根据导航系统提供的即时导航参数（绝对参数）。根据导航系统提供的即时导航参数（绝对参数）。计算出各种可用来纠正航行偏差的制导参数（相对目标参计算出各种可用来纠正航行偏差的制导参数（相对目标参数），如：应飞航迹角、偏航角、航迹角误差、偏航距、数），如：应飞航迹角、偏航角、航迹角误差、偏航距、待飞距离待飞距离/ /时间，等。时间，等。1.1.3 1.1.3 制导制导图图1.1 导航制导参数
11、示意图导航制导参数示意图预定航迹预定航迹参数设置参数设置航行控制航行控制计算机计算机航行操作航行操作控制系统控制系统指令指令载体运动载体运动导航系统导航系统信息信息图图1.2 导航制导闭环控制系统示意图导航制导闭环控制系统示意图1.1.3 1.1.3 制导制导1.1.3 1.1.3 制导制导载体的制导参数是利用给定航行计划和导航参数计算得出。载体的制导参数是利用给定航行计划和导航参数计算得出。利用制导参数和载体操纵规律，计算出载体的操纵指令。利用制导参数和载体操纵规律，计算出载体的操纵指令。通过航行控制系统，可实现载体的航行自动化。通过航行控制系统，可实现载体的航行自动化。航行控制系统能在任务
12、、地理、气象等情况发生改变的条航行控制系统能在任务、地理、气象等情况发生改变的条件下，自动计算规划出最优的航行路径；并将航行控制系件下，自动计算规划出最优的航行路径；并将航行控制系统与导航系统组合在一起，完成航行任务。统与导航系统组合在一起，完成航行任务。导航与制导导航与制导 的区别。两者的概念就已交叉，的区别。两者的概念就已交叉，随着科学的发展，更是相互融合。随着科学的发展，更是相互融合。实行实行导航导航时，要确定飞行器的位置，并且航迹是事先确时，要确定飞行器的位置，并且航迹是事先确定的，导航要实时、连续地给出飞行器的位置、速度、定的，导航要实时、连续地给出飞行器的位置、速度、加速度、航向等
13、导航参数。加速度、航向等导航参数。 制导制导则是利用导航系统输出的加速度、速度、位置和航则是利用导航系统输出的加速度、速度、位置和航向姿态等信息，形成指令信号，控制载体的姿态、航向向姿态等信息，形成指令信号，控制载体的姿态、航向或发动机，使其按预定轨道航行并到达目的地。或发动机，使其按预定轨道航行并到达目的地。 1.1.4 1.1.4 导航与制导的区别导航与制导的区别 没有本质没有本质导航：对象范围大，常指载体，也可指人。导航：对象范围大，常指载体，也可指人。制导：对象范围小，常指武器制导：对象范围小，常指武器( (导弹、制导炸弹导弹、制导炸弹/ /炮弹、鱼雷炮弹、鱼雷) )。导航：给出航线引
14、导目标到达预定点。导航：给出航线引导目标到达预定点。制导：导引并控制目标到达预定点。制导：导引并控制目标到达预定点。 导航：获得目的地的当前相对位置。导航：获得目的地的当前相对位置。制导：决定如何到达目的地。制导：决定如何到达目的地。 导航：你目前的方位（包括三个位置参数和三个姿态参数）。导航：你目前的方位（包括三个位置参数和三个姿态参数）。制导：要达到目的地，你应该怎么走。制导：要达到目的地，你应该怎么走。 导航：给人指路。导航：给人指路。制导：给人带路。制导：给人带路。 1.1.4 1.1.4 导航与制导的区别导航与制导的区别 1.1.5 1.1.5 导航系统发展趋势导航系统发展趋势现代运
15、载体的导航特点（现代运载体的导航特点（5 5点）：点）：高精度高精度（精确打击）（精确打击）长时间长时间（连续巡航、巡逻）（连续巡航、巡逻）远远 程程（客机跨洋飞行、导弹与轰炸机洲际攻击）（客机跨洋飞行、导弹与轰炸机洲际攻击）对导航系统的准确性和可靠性提出了更高的要求，对导航系统的准确性和可靠性提出了更高的要求，航行控制系统与导航系统的组合航行控制系统与导航系统的组合单一的导航方式已不能满足需求。单一的导航方式已不能满足需求。高可靠性高可靠性综合惯性导航与其它导航方式，综合惯性导航与其它导航方式，随着科学的发展和导航需求的提高，导航系统向随着科学的发展和导航需求的提高，导航系统向综合化综合化全
16、天候全天候高精度高精度高可靠性高可靠性高自主性高自主性智能容错智能容错的全信息融合发展。的全信息融合发展。构成以惯导为主、其它导航方式为辅的构成以惯导为主、其它导航方式为辅的组合导航组合导航系统。系统。采用现代控制理论信息融合方法，采用现代控制理论信息融合方法，1.1.5 1.1.5 导航系统发展趋势导航系统发展趋势1.2 1.2 导航技术发展简介导航技术发展简介1.2.1 1.2.1 概述概述1.2.2 1.2.2 早期的导航方式早期的导航方式1.2.3 1.2.3 无线电导航无线电导航1.2.4 1.2.4 多普勒导航多普勒导航1.2.5 1.2.5 惯性导航惯性导航1.2.6 1.2.6
17、 卫星导航卫星导航1.2.7 1.2.7 地形辅助导航地形辅助导航1.2.9 1.2.9 组合导航组合导航1.2.8 1.2.8 天文导航天文导航1.2.1 1.2.1 概述概述早期的导航方法：依靠星座、磁罗盘、地标、速度表、时早期的导航方法：依靠星座、磁罗盘、地标、速度表、时 钟等单一功能的导航仪表大致确定载体钟等单一功能的导航仪表大致确定载体 的路径、航向、速度。的路径、航向、速度。以航空导航为例：以航空导航为例： 飞行前，制定飞行计划，以确定飞行路径。飞行前，制定飞行计划，以确定飞行路径。 飞行中，依靠磁罗盘、无线电罗盘、陀螺地平仪、速飞行中，依靠磁罗盘、无线电罗盘、陀螺地平仪、速度表、
18、时钟等，保持既定的航向、速度，大致判断飞行路度表、时钟等，保持既定的航向、速度，大致判断飞行路径，并利用目视地标，以监视飞行路径的正确性和寻找目径，并利用目视地标，以监视飞行路径的正确性和寻找目的地。的地。20世纪世纪30年代：无线电导航。年代：无线电导航。20世纪世纪60年代：惯性、多普勒导航，等。（自主导航）年代：惯性、多普勒导航，等。（自主导航） 能为载体提供连续的导航信息。能为载体提供连续的导航信息。20世纪世纪80年代：导航系统与航行控制系统相结合。年代：导航系统与航行控制系统相结合。1.2.1 1.2.1 概述概述1.2.1 1.2.1 概述概述随着现代控制理论、高精度测绘、计算机
19、、数随着现代控制理论、高精度测绘、计算机、数字地图、射电天文等技术的发展。字地图、射电天文等技术的发展。地形、景象、视觉、光流、引力场、脉冲地形、景象、视觉、光流、引力场、脉冲星等新兴导航技术逐渐出现。星等新兴导航技术逐渐出现。采用现代控制理论的信息融合方法，以计算采用现代控制理论的信息融合方法，以计算机为工具，以惯性导航为主体的组合导航系机为工具，以惯性导航为主体的组合导航系统和容错组合导航系统受到极大重视。统和容错组合导航系统受到极大重视。1.2.1 1.2.1 概述概述图图1.3 1.3 导航系统的演变与发展趋势导航系统的演变与发展趋势1.2.2 1.2.2 早期的导航方式早期的导航方式
20、司南司南：战国时期，利用磁石制成，确定南北方位。战国时期，利用磁石制成，确定南北方位。图图1.4 1.4 汉代汉代司南司南模型模型1.2.2 1.2.2 早期的导航方式早期的导航方式指南针指南针：北宋初期。北宋初期。罗盘针罗盘针：把指南针固定在方位盘中。把指南针固定在方位盘中。图图1.5 1.5 罗盘针罗盘针1.2.2 1.2.2 早期的导航方式早期的导航方式中国航海所使用的是磁针浮于水面的中国航海所使用的是磁针浮于水面的水罗盘水罗盘；欧洲改进，发展出具有固定支点的磁针，即欧洲改进，发展出具有固定支点的磁针，即旱罗盘旱罗盘；1818世纪末，世纪末，液体磁罗经液体磁罗经出现，其罗盘悬浮于盛满液体
21、出现，其罗盘悬浮于盛满液体的罗盘中，因液体的浮力作用，罗盘支撑轴针与轴承间的的罗盘中，因液体的浮力作用，罗盘支撑轴针与轴承间的摩擦力大大减小，提高了系统的灵敏度和稳定度。摩擦力大大减小，提高了系统的灵敏度和稳定度。早期的地标导航：利用在地图或海图上已标明位置的地早期的地标导航：利用在地图或海图上已标明位置的地 物、地标，在载体上用光学等方法，用物、地标，在载体上用光学等方法，用 测向或测距法定出载体的地理位置。测向或测距法定出载体的地理位置。这种方法简单，但易受这种方法简单，但易受 和和 条件的限制。条件的限制。气象气象地域地域1.2.2 1.2.2 早期的导航方式早期的导航方式图图1.7 1
22、.7 伽利略望远镜伽利略望远镜图图1.6 1.6 伽利略伽利略伽利雷伽利雷（1564156416421642）近代科学之父近代科学之父1.2.3 1.2.3 无线电导航无线电导航利用无线电波在均匀介质和自由空间利用无线电波在均匀介质和自由空间 及及 两两大特性进行导航。大特性进行导航。直线传播直线传播恒速恒速两种定位方式：两种定位方式：（1 1）通过设置在载体和地面上的收发系统，测量载体）通过设置在载体和地面上的收发系统，测量载体 相对地面台站的距离、距离差、相位差进行相对地面台站的距离、距离差、相位差进行定位定位。（2 2）通过载体上的接收系统，接收地面台站发射的无线）通过载体上的接收系统，
23、接收地面台站发射的无线 电信号，测量载体相对于已知地面台站的方位角进电信号，测量载体相对于已知地面台站的方位角进 行行定位定位。 1.2.3 1.2.3 无线电导航无线电导航无线电导航的优点（无线电导航的优点（3点）：点）：精度高精度高可靠性高可靠性高价格低价格低无线电导航的缺点（无线电导航的缺点（5点）：点）：依赖地面台站配合依赖地面台站配合电波易受干扰电波易受干扰自身易暴露自身易暴露生存力差生存力差对抗性弱对抗性弱（无线电导航优缺点）（无线电导航优缺点）1.2.4 1.2.4 多普勒导航多普勒导航2020世纪世纪60607070年代，不依赖地面导航台站的多普勒雷达导年代，不依赖地面导航台站
24、的多普勒雷达导航系统出现。航系统出现。利用利用多普勒频移多普勒频移效应，测量载体相对地面的速度，进而完效应，测量载体相对地面的速度，进而完成导航任务。成导航任务。多普勒频移多普勒频移：由于载体与雷达地面台站相对运动而产生由于载体与雷达地面台站相对运动而产生的发射波与反射波之间的频率差；的发射波与反射波之间的频率差；或或由于载体运动，引起机载雷达的发射波由于载体运动，引起机载雷达的发射波与反射波之间的频率差。与反射波之间的频率差。1.2.4 1.2.4 多普勒导航多普勒导航多普勒导航系统中，无需借助地面台站，只需在载体上安多普勒导航系统中，无需借助地面台站，只需在载体上安装雷达的发射和接收系统。
25、装雷达的发射和接收系统。测出地速大小测出地速大小利用载体上的多普勒利用载体上的多普勒/ /航向系统航向系统输出航向角输出航向角把地速分解为地理北向和东向分量把地速分解为地理北向和东向分量确定载体确定载体位置位置（多普勒导航原理）（多普勒导航原理）1.2.4 1.2.4 多普勒导航多普勒导航（多普勒导航优缺点）（多普勒导航优缺点）多普勒导航的优点：多普勒导航的优点：多普勒导航的缺点：多普勒导航的缺点：（无需地面台站配合）（无需地面台站配合）主动工作、自主性强主动工作、自主性强（1）易受干扰、易暴露。）易受干扰、易暴露。 （雷达开机发射电波）（雷达开机发射电波）（2）定位精度与反射面的具体情况密切
26、相关。）定位精度与反射面的具体情况密切相关。（如：海面、沙漠反射性差）（如：海面、沙漠反射性差）（3）精度受雷达天线姿态影响大。）精度受雷达天线姿态影响大。（如：载体做大机动运动时，可能无法收到反射波）（如：载体做大机动运动时，可能无法收到反射波）1.2.5 1.2.5 惯性导航惯性导航1719世纪：惯性导航基础理论，惯性仪表在航海和航空世纪：惯性导航基础理论，惯性仪表在航海和航空 中使用。中使用。20世纪世纪40年代，二战：德国年代，二战：德国V2弹道导弹，第一种付诸实弹道导弹，第一种付诸实 际使用的惯性制导系统。际使用的惯性制导系统。20世纪世纪6070年代：具有自主性的惯性导航系统开始应
27、用年代：具有自主性的惯性导航系统开始应用 于航空、航天、航海。于航空、航天、航海。图图1.8 1.8 冯冯布劳恩布劳恩（1912191219771977）图图1.9 V21.9 V2弹道导弹弹道导弹1.2.5 1.2.5 惯性导航惯性导航导弹之父导弹之父1.2.5 1.2.5 惯性导航惯性导航惯性导航：惯性导航：以牛顿力学为基础，只依靠安装于载体内的惯性测以牛顿力学为基础，只依靠安装于载体内的惯性测量传感器和相应的配套系统，建立基准坐标系，量传感器和相应的配套系统，建立基准坐标系，利用测量得到的角速度和加速度，通过积分和推算，利用测量得到的角速度和加速度，通过积分和推算，获得载体的获得载体的位
28、置位置、速度速度、姿态姿态。优点：高度自主（惯性是物体自身固有特性）优点：高度自主（惯性是物体自身固有特性）缺点：长期工作稳定性差（误差随时间发散）缺点：长期工作稳定性差（误差随时间发散）1.2.6 1.2.6 卫星导航卫星导航通过围绕地球运行的人造地球卫星，通过围绕地球运行的人造地球卫星，安装在载体上的卫星导航接收机接收卫星信号，并计算出安装在载体上的卫星导航接收机接收卫星信号，并计算出自身的自身的位置位置、速度速度等导航信息。等导航信息。卫星导航的发展以美国和俄罗斯卫星导航的发展以美国和俄罗斯/前苏联为主导，欧洲和前苏联为主导，欧洲和中国于最近十余年才开始建立自己的卫星导航系统。中国于最近
29、十余年才开始建立自己的卫星导航系统。向地球表面发射经过编码和调制的无线电信号（编码中：向地球表面发射经过编码和调制的无线电信号（编码中：载有卫星信号的时间和星座中各个卫星在空间的位置、姿载有卫星信号的时间和星座中各个卫星在空间的位置、姿态等信息）。态等信息）。1.2.7 1.2.7 地形辅助导航地形辅助导航在某些特殊环境与条件下（对无线电波干扰严重的在某些特殊环境与条件下（对无线电波干扰严重的情况，如：人为干扰、山区），情况，如：人为干扰、山区），基于无线电信号的导航系统易受人为或自然干扰的基于无线电信号的导航系统易受人为或自然干扰的影响，导致导航系统精度明显降低。影响，导致导航系统精度明显降
30、低。因此，地形辅助因此，地形辅助/视觉导航系统应运而生，并日益受视觉导航系统应运而生，并日益受到重视与应用。到重视与应用。1.2.7 1.2.7 地形辅助导航地形辅助导航（地形辅助导航原理）（地形辅助导航原理）系统通过高度系统通过高度/图像（视觉）传感器获图像（视觉）传感器获得所在区域的相对高度和图像信息得所在区域的相对高度和图像信息与系统预存的该地域的与系统预存的该地域的3D数字地图数字地图/图像图像信息进行高度信息进行高度/图像的高精度对比、匹配图像的高精度对比、匹配通过求取最佳匹配点通过求取最佳匹配点获得载体当前的获得载体当前的位置位置、速度速度、姿态姿态1.2.7 1.2.7 地形辅助
31、导航地形辅助导航地形辅助地形辅助/视觉导航系统与其它导航系统相比：视觉导航系统与其它导航系统相比：增加了存储数字地图增加了存储数字地图/图像的大容量存储器。图像的大容量存储器。优点：自主性好、抗干扰能力强。优点：自主性好、抗干扰能力强。缺点：精度易受所处环境的影响。缺点：精度易受所处环境的影响。 （如：在相似的平坦地面或海面上空，难以获得有（如：在相似的平坦地面或海面上空，难以获得有 效的导航辅助信息。）效的导航辅助信息。）1.2.8 1.2.8 天文导航天文导航早期的天文导航只能通过观测天空中的星体来确定载体的早期的天文导航只能通过观测天空中的星体来确定载体的位置。无法连续定位，工作方式受星
32、体可见度的限制。位置。无法连续定位，工作方式受星体可见度的限制。利用天空中的星体在一定时刻与地球的地理位置具有利用天空中的星体在一定时刻与地球的地理位置具有固定关系这一特点，固定关系这一特点，通过观察星体，以确定载体的通过观察星体，以确定载体的位置位置。天文导航：天文导航：当前：当前：射电天文射电天文等精确仪器等精确仪器脉冲星脉冲星导航导航惯性惯性/天文天文组合导航组合导航1.2.9 1.2.9 组合导航组合导航载体机动性增大、航程加长，对导航系统提出了载体机动性增大、航程加长，对导航系统提出了高精度高精度、长航时长航时/航程航程、高可靠性高可靠性的要求。的要求。各种导航系统在不同程度上存在不足与缺陷。各种导航系统在不同程度上存在不足与缺陷。导航系统迫切需要实现导航系统迫切需要实现多信息的融合多信息的融合，以提高其，以提高其冗余度冗余度和和容错容错能力。能力。以惯性导航为主的组合导航系统，子系统取长补短，使组以惯性导航为主的组合导航系统，子系统取长补短，使组合后的导航精度远高于子系统单独工作的精度，大大扩大合后的导航精度远高于子系统单独工作的精度，大大扩大了导航系统的使用范围，提高了系统的精度和可靠性。了导航系统的使用范围，提高了系统的精度和可靠性。
