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GNSS与IMU紧耦合组合导航系统设计

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 紧耦合组合导航的应用价值与行业需求
课程导入学习目标
02
GNSS基础
GPS/GLONASS/北斗/Gal… · 信号结构 · 观测值类型（伪距
GNSSGPS/GLONASS
03
IMU基础
加速度计与陀螺仪工作原理 · 误差模型（常值偏置 · 比例因子
IMU加速度计
04
坐标系与姿态表示
地心地固系 · 导航系 · 载体系
坐标系姿态表示
05
GNSS定位方法
单点定位 · 差分定位 · RTK
GNSS定位方法
06
IMU惯性导航解算
捷联惯导算法（圆锥补偿 · 划桨补偿） · 姿态更新
IMU惯性导航解算
07
组合导航架构
松耦合 · 紧耦合 · 深耦合的定义
组合导航架构松耦合
08
紧耦合核心思想
将GNSS原始观测值（伪距 · 载波相位）与IMU预测值融合 · 构建统一状态方程与观测方程
紧耦合核心思想GNSS
09
状态向量设计
位置 · 速度 · 姿态
状态向量设计位置
10
系统方程建立
IMU误差传播模型 · 连续时间与离散时间状态转移矩阵 · 噪声协方差矩阵
系统方程建立IMU
11
观测方程建立
伪距观测方程 · 载波相位观测方程 · 多普勒观测方程
观测方程建立伪距观测方程
12
卡尔曼滤波基础
线性卡尔曼滤波原理 · 预测与更新步骤 · 协方差传播
卡尔曼滤波基础线性卡尔曼滤波原…
13
扩展卡尔曼滤波（EKF）
非线性系统线性化 · 雅可比矩阵计算 · 在紧耦合中的应用
EKF扩展卡尔曼滤波
14
无迹卡尔曼滤波（UKF）与粒子滤波
Sigma点变换 · 粒子滤波原理及其在紧耦合中的适用性
UKF无迹卡尔曼滤波
15
误差状态卡尔曼滤波（ESKF）
误差状态定义 · 误差传播 · 状态校正与重置
ESKF误差状态卡尔曼滤…
16
模糊度解算
整周模糊度概念 · LAMBDA算法 · 在紧耦合中如何利用IMU辅助模糊度固…
模糊度解算整周模糊度概念
17
时间同步与对准
GNSS与IMU时间系统 · 时间戳对齐 · 硬件同步与软件插值方法
时间同步对准
18
GNSS/IMU标定与校准
IMU内参标定 · GNSS天线相位中心偏差 · 杆臂效应补偿
GNSS/IMU标定
19
紧耦合系统初始化
初始位置 · 速度 · 姿态对准
紧耦合系统初始化初始位置
20
多星座融合
GPS+GLONASS+北斗+Gal… · 系统间偏差（ISB）估计
多星座融合GPS+GLONASS+
21
抗差与完好性
粗差检测 · RAIM · 故障检测与排除（FDE）
抗差完好性
22
案例实战（一）
基于开源数据集（如KITTI）的紧耦…
案例实战KITTI
23
案例实战（二）
使用RTKLIB与IMU数据实现紧耦… · 分析精度与鲁棒性
案例实战RTKLIB
24
案例实战（三）
城市峡谷环境下紧耦合与松耦合性能对比…
案例实战城市峡谷环境下紧…
25
常见问题（一）
GNSS信号中断时IMU发散问题 · 协方差调整策略
常见问题GNSS
26
常见问题（二）
模糊度固定失败 · 多路径效应 · 动态环境下的滤波发散
常见问题模糊度固定失败
27
常见问题（三）
计算实时性优化 · 嵌入式平台部署 · 代码效率提升
常见问题计算实时性优化
28
综合提升
紧耦合与视觉/激光雷达融合的扩展思路 · 多传感器融合趋势
综合提升紧耦合
29
综合项目
设计一个完整的紧耦合组合导航系统 · 从需求分析 · 算法设计
综合项目设计一个完整的紧…
30
课程总结与展望
核心知识点回顾 · 行业前沿（如PPP-RTK · 惯性导航与GNSS深度融合）
课程总结核心知识点回顾