EKF INS GPS松组合导航，15状态，地理系采用NED(北东地)

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EKF INS GPS 松组合导航，15 状态，地理系采用 NED（北东地）

随着现代定位技术的快速发展，精准导航已经成为许多领域的必需品。在实际导航过程中，传统的导

航方式往往会受到各种干扰和误差的影响，导致导航精度下降。为了解决这一问题，EKF（

Extended Kalman Filter）INS（Inertial Navigation System）GPS（Global

Positioning System）松组合导航技术应运而生。

EKF INS GPS 松组合导航技术以惯性测量单元（IMU）和全球定位系统（GPS）为主要输入源，通过

结合两者的优势，提供更高精度、更可靠的导航解决方案。其中，地理系采用 NED（北东地）坐标系

，进一步简化了导航计算的工作量。

EKF 是一种扩展卡尔曼滤波器，广泛应用于导航领域。它通过融合多个状态量的测量结果，对系统状

态进行实时估计和校正，从而提高导航精度。在 EKF INS GPS 松组合导航中，常采用 15 个状态变

量来描述整个导航系统，包括位置、速度、姿态、偏航角等。通过对这些状态变量进行预测和观测更

新，可以实现导航过程中的误差补偿和精度提升。

其中，IMU 是导航系统的关键组件之一，它通过内部的加速度计和陀螺仪对运动状态进行测量。IMU

的输出结果常常受到漂移、噪声等因素的干扰，导致导航解算的不稳定性。而 GPS 作为一种全球定位

系统，可以提供全球范围内的高精度定位信息，但在某些特定环境下（如城市峡谷地带、建筑物遮挡

区域等），GPS 信号容易受到干扰，导致定位精度下降。因此，将 IMU 和 GPS 的信息进行优化整合

，可以充分发挥两者的优势，提高导航精度和鲁棒性。

在 EKF INS GPS 松组合导航中，地理系采用 NED 坐标系的优势主要体现在两个方面。首先，NED

坐标系与地球表面的实际运动方向一致，便于理解和描述导航系统状态。其次，NED 坐标系可以直接

使用外部地理信息，如地形高度、地球引力等，进一步提高导航计算的准确性。通过采用 NED 地理系

，EKF INS GPS 松组合导航技术能够更加贴合实际应用场景，并提供更精确、稳定的导航解算结果

。

综上所述，EKF INS GPS 松组合导航技术以其优秀的导航性能在航空航天、无人机、水下机器人等

领域得到了广泛的应用。通过融合 IMU 和 GPS 的信息，利用 EKF 算法对导航系统状态进行估计和校

正，提高了导航精度和鲁棒性。地理系采用 NED 坐标系的选择，进一步简化了导航计算的复杂性，并

提供了更贴合实际的导航解算结果。未来，随着定位技术的不断改进和发展，EKF INS GPS 松组合

导航技术有望在更多领域发挥重要作用，为社会的发展和进步做出更大的贡献。

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