纯惯性导航、非线性最小二乘法纯uwb测距导航定位、惯性uwb松组合导航、惯性uwb紧组合导航,四种方法对比
对纯惯性导航、非线性最小二乘法纯UWB测距导航定位、惯性/UWB松组合导航、惯性/UWB紧组合导航四种方法的综合对比分析,结合其原理、优缺点及应用场景
文章目录
- 纯惯性导航(Pure Inertial Navigation)
- 非线性最小二乘法纯UWB测距导航定位
- 伪代码
- 惯性/UWB松组合导航(Loose Coupling)
- 惯性/UWB紧组合导航(Tight Coupling)
- 对比总结
- 技术趋势
纯惯性导航(Pure Inertial Navigation)
- 原理:
基于惯性测量单元(IMU)中的加速度计和陀螺仪,通过积分运算实时推算载体的位置、速度和姿态。核心方程为牛顿力学定律,无需外部信号。 - 优点:
- 完全自主,不受外部信号干扰,适用于无卫星、电磁屏蔽等环境;
- 输出频率高(可达200Hz),短期精度高,动态响应快。
- 缺点:
- 误差随时间累积(如陀螺仪漂移),长期定位误差发散;
- 依赖初始对准精度,无法独立长时间工作。
- 应用场景:
短时高动态场景(如导弹制导)、卫星信号中断时的临时导航。
非线性最小二乘法纯UWB测距导航定位
- 原理:
利用超宽带(UWB)技术测量多个参考节点与目标的距离(TOA/TDoA),通过非线性最小二乘算法解算目标位置。算法通过迭代优化减小多径效应和噪声影响。 - 优点:
- UWB信号抗干扰强,测距精度达厘米级;
- 非视距( N L O S NLOS N