基于非线性全局可观性的惯性/里程计组合导航分析与综合：自动标定、运动对准与自主定位

惯性/里程计组合导航是一个研究多年的传统问题，但是，路况、车况、车辆机动和气温等环境因素制约了"轮轴码盘"式传统里程计的辅助作用的有效发挥。针对惯性/里程计组合导航系统中尚未解决的关键瓶颈问题，本项目拟以陆地车辆的非完整运动特性为切入点，从非线性全局可观性的角度出发研究惯性/里程计组合导航的关键理论和技术问题，在不借助参考路标点和其他外部传感器的条件下，实现实际路况下的惯导系统与车体间安装关系和里程计标度因数的自动标定，以及车辆行进中的惯导系统运动对准与自主定位，抑制环境因素对里程计辅助效果的影响，提升陆用车辆导航系统的自主性、快速性、可维护性、环境适应性和精度指标，有望在未来战场复杂电磁环境下的精密定位定向和无依托机动发射中发挥不可或缺的支撑性作用。同时，通过惯性/里程计组合导航系统这一特定研究对象，凝练适用于一般惯性基组合导航系统的基础理论和分析方法。

惯性/里程计陆用导航是一种传统且应用广泛的组合导航方式，在复杂电磁环境下的精密定位定向和无依托机动发射中起着不可或缺的支撑性作用。本项目以陆地车辆的非完整运动特性为切入点，从非线性全局可观性的角度出发研究了惯性/里程计组合导航的瓶颈问题，在不借助参考路标点和其他外部传感器的条件下，本项目实现了实际路况下的惯导系统与车体间安装关系和里程计标度因数的自动标定，以及车辆行进中的惯导系统运动对准与自主定位，大大抑制了环境因素对里程计的影响，提升了系统的自主性、快速性、可维护性、环境适应性。200km试验测试结果表明，在无任何先验信息的情况下（惯导与车体安装参数未知、里程计参数未知等），定位精度优于0.2%D。此外，推广研究了适用于一般惯性基组合导航系统的基础理论和分析方法，如惯导初始对准的精细可观性分析；提出了速度积分方程和位置积分方程，建立了导航解算的新框架；提出了惯性导航优化运动对准方法等，对本领域起到了很好的带动作用。.在本项目资助下，发表SCI国际期刊论文9篇（截止2015年12月，SCI他引30+次，2篇进入ESI 10%），授权发明专利1项。