在無人機(jī)自主避障、智能車輛高精度定位、水下航行器路徑規(guī)劃等復(fù)雜場(chǎng)景中，導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性與精度直接決定成敗。然而，單一導(dǎo)航系統(tǒng)在面對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境時(shí)往往力不從心——GNSS易受遮擋干擾，慣性導(dǎo)航難以規(guī)避累積誤差。因此，GNSS和MEMS慣性導(dǎo)航的融合是通過技術(shù)互補(bǔ)性實(shí)現(xiàn)“高精度+高可靠性”的協(xié)同突破，成為復(fù)雜場(chǎng)景下的剛性需求。

GNSS:絕對(duì)位置基準(zhǔn)的性能邊界與局限
GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的核心優(yōu)勢(shì)在于依托衛(wèi)星星座實(shí)現(xiàn)全域覆蓋的絕對(duì)定位能力。以 ER-GNSS/MINS-01 搭載的雙天線 GNSS 模塊為例，其全系統(tǒng)全頻點(diǎn)接收架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度，配合 RTK 與 RTCM 數(shù)據(jù)自適應(yīng)識(shí)別，能為動(dòng)態(tài)載體提供實(shí)時(shí)基準(zhǔn)坐標(biāo)與航向基準(zhǔn)。
然而GNSS受信號(hào)依賴性限制，在遮擋場(chǎng)景下定位精度驟降，抗干擾能力弱易因電磁干擾失鎖，且難以適配載體高速機(jī)動(dòng)導(dǎo)致短時(shí)定位中斷，無法單獨(dú)滿足高連續(xù)性導(dǎo)航需求。
MEMS 慣性導(dǎo)航：自主運(yùn)動(dòng)感知的精度特性與約束
MEMS 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基于慣性測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主測(cè)量，通過MEMS陀螺儀與MEMS加速度計(jì)的組合輸出載體的角運(yùn)動(dòng)與線運(yùn)動(dòng)參數(shù)。ER-GNSS/MINS-01 采用的導(dǎo)航級(jí) MEMS陀螺儀(零偏不穩(wěn)定性 < 0.02°/h)和MEMS加速度計(jì)（零偏不穩(wěn)定性 < 2μg），在-40℃~+80℃溫度補(bǔ)償?shù)募映窒拢瑢?shí)現(xiàn)高精度姿態(tài)保持和航向測(cè)量，擺脫對(duì)外部信號(hào)的依賴，適配無 GNSS 場(chǎng)景。
然而，誤差累積特性構(gòu)成天然技術(shù)約束：慣性測(cè)量的噪聲與漂移會(huì)隨時(shí)間積累，導(dǎo)致位置誤差大幅增長(zhǎng)；長(zhǎng)期運(yùn)行中，零偏穩(wěn)定性退化可能進(jìn)一步放大誤差。
融合技術(shù)的破局邏輯：以長(zhǎng)補(bǔ)短的協(xié)同機(jī)制
GNSS 與 MEMS 慣性導(dǎo)航的融合的核心邏輯在于：當(dāng) GNSS 信號(hào)穩(wěn)定時(shí)，以衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)校準(zhǔn) MEMS 器件的累積誤差，抑制漂移；當(dāng) GNSS 失鎖時(shí)，切換至 MEMS慣性導(dǎo)航主導(dǎo)模式，利用其短時(shí)高精度特性維持導(dǎo)航連續(xù)性。這種協(xié)同能夠在復(fù)雜GNSS條件下快速解算出 0.05°的航向精度（后處理可達(dá) 0.01°），輸出 0.01° 姿態(tài)精度（后處理 0.004°），構(gòu)建起全方位、高精度的組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)鏈，還能在失去衛(wèi)星信號(hào)的60s內(nèi)提供連續(xù)高精度的位置、姿態(tài)（精度0.01°）、航向（精度0.01°）輸出。
場(chǎng)景驗(yàn)證：融合技術(shù)如何破解行業(yè)痛點(diǎn)？
大型無人機(jī)作業(yè)：在城市樓宇間飛行時(shí)，MEMS 慣性導(dǎo)航通過高頻姿態(tài)測(cè)量保障航跡平滑性；當(dāng)無人機(jī)進(jìn)入開闊空域，GNSS 立即校準(zhǔn)慣性誤差，避免長(zhǎng)航時(shí)累積偏差導(dǎo)致的航線偏移。
水下 AUV 導(dǎo)航：完全無信號(hào)環(huán)境中，MEMS 系統(tǒng)主導(dǎo)三維姿態(tài)控制；當(dāng) AUV 上浮至水面時(shí)，GNSS 快速獲取絕對(duì)位置，校準(zhǔn)水下階段的累積誤差，確保探測(cè)軌跡拼接精度。

審核編輯 黃宇