什么是惯导模块？惯导模块有什么用？
说到导航，很多人的第一反应就是基于GPS、北斗、GLONASS、GALILEO的卫星导航，最近SKYLAB推出了一个惯导模块，
很多客户就开始懵了，什幺是惯导模块，惯导模块有什幺用呢？看过来，知
识点来了！
惯导模块
为弥补车载导航系统应用中，GPS卫星导航在树木遮挡、高楼林立、高架
下以及隧道和地下停车场等弱信号环境无法提供准确的定位信息这一技术缺
陷；满足日益增长的车载导航对弱信号环境的高精度定位需求，SKYLAB团
队研发推出了同时支持GNSS/INS组合导航定位的高性能车载组合惯导模块。
惯导模块概述：
SKM-4DX
惯导模块是指采用GNSS(BDS/GPS系统联合定位)/INS组合导航定位技术，
凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法，无需里程计或速度信号接入，
且无严格安装要求，即使在隧道、车库等弱信号环境下也能为车辆提供高精
度的定位模块。SKYLAB研发推出的SKM-4DX就是一款高性能的面向车载
导航领域的车载组合惯导模块，SKM-4DX具体高灵敏度、低功耗、强抗干
扰和高可靠性等特性。 惯导模块SKM-4DX工作原理：
在车载导航中接入基于GNSS/INS组合导航定位的高性能车载组合惯导模
实用指南：组合导航模块SKM
为满足车载导航对弱信号环境日益增长的高精度定位需求，SKYLAB研
发推出采用卫星/惯性组合导航技术的车载组合导航模块——SKM-4DX。在
前面，SKYLAB君有介绍过SKM-4DX的基本工作原理，本篇SKYLAB君
将详细介绍下组合导航模块SKM-4DX的安装使用。
组合导航模块SKM-4DX
前面我们有提到，SKM-4DX导航模块提出了卫星导航精度的智能识别算
法，基于组合导航提供的高精度导航信息，对卫星导航的定位精度进行识别，
如果卫星导航精度比较好，则进行组合导航，一旦发现卫星导航信号非常差
甚至是丢失信号，则进行纯惯性导航，就目前的市场应用，不夸张的说，SKM-4DX导航模块已经实现了组合导航和纯惯性导航的自主切换。
组合导航模块SKM-4DX：
SKM-4DX是一款高性能的面向车载导航领域的车载组合导航模块，采用
GNSS/INS组合导航定位技术，凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法，
无需里程计或速度信号接入，且无严格安装要求，即使在隧道、车库等环境
下也能为车辆提供高精度定位。 SKM-4DX外形尺寸紧凑，采用SMD焊盘，支持标准取放及回流焊接。
SKM-4DX具有高灵敏度、低功耗、强抗干扰、高可靠性等特点。
组合导航模块SKM-4DX安装使用：
组合导航模块SKM-4DX安装
1、模块需要在上电前固定在车辆上，为保障使用效果，上电过程中禁止挪
・２６・ 科技论坛 机载组合导航系统综述 方艳艳，戴宏发 （１、９４５８０部队理训系，安徽蚌埠２３３０００ ２、海军飞行学院教研部，辽宁葫芦岛１２５０００） 摘要：本文结合卫星导航、惯性导航、无线电导航等导航系统的优缺点，介绍了组合导航系统的定义及产生原因，分析了提高组合 导航系统精度的方法及目前组合导航系统研制的关键技术，展望了组合导航系统的发展方向。 关键词：组合导航；卫星导航；惯性导航；无线电导航 １组合导航的定义 导航是“引导航行”的意思，引导运载体（一或称为航行体，如飞机、舰 船、车辆等）从一地（出发地航行到另一地（目的地煜导航的基本含义，而 运载体从一地航行到另一地通常是按预先设定的航行路线来进行的， 所以，引导运载体按预定航线航行的整个引导过程称为导航。导航是保 证运载体沿着预定航线安全、准时到达目的地的一种重要技７ 。导 航是一门综合『生的应用学科，实现导航功能的技术方法很多。导航按其 工作原理或主要应用技术的不同，可分为地标导航、地磁导航、天文导 航、惯ｆ生导航、无线电导航等类别。 所谓组合导航，顾名思义，就是利用两个或两个以上导航系统所提 供的导航信息，通过融合处理获取最佳导航信息的导航。组合导航是陛 能更高、安全陛和可靠性更强的导航方式。随着计算机技术的发展与应 用，为组合导航技术奠定了物质基础；而现代控制理论、数据处理技术、 最优估计等为组合导航技术提供了有力的信息处理工具；全球定位系 统（ＧＰＳ，合成孔径雷达 ＡＲ）、天文导航系统（ｃＮｓ）、惯性导航系统 ｓ） 等导航技术则为组合导航技术提供了多样的组合方式。 ２组合导航的组成 目前世界上已有多种组合导航系统，概括一下主要有卫星导航、惯 性导航、天文导航和无线电导航这四种导航系统中的两个或多个导航 系统组合而成。下面分别介绍这四种导航系统的优缺点。 ２．１卫星导航系统是一种利用人造地球卫星ｆ以人造地球卫星作为 导航台 寸载体进行定位和导航的“星基无线电导航系统”。主要有美国 的ＧＰＳ、俄罗斯的ＧＬＯＮＡＳＳ、欧盟的Ｇａｌｉｌｅｏ，以及我国的北斗等。下面 以ＧＰＳ为例分析说明卫星导航的优缺点。ＧＰＳ具有误差有界、长期稳定 性好的优点，能够在海、陆、空全方位实时三维导航和定位能力。但ＧＰＳ 同时存在诸多缺陷：（１）ＧＰＳ系统直接由美国国防部控制，美国政府对 ＧＰＳ工作卫星播发的信息采取所谓的选择可用性措施（ｓＡ１，人为地降低 卫星轨道参数精度；（ Ｐｓ易受地形地物的影响而导致定位中断。 ２．２惯性导航是指用加速度计测量载体运动的加速度数据，经积分 运算得到载体速度、位置等信息，用陀螺仪测量载体的角运动数据，经 转换、处理得到载体航向、姿态等信息的导航方法。惯性导航的优点是： （１）ｚ作自主『生强，仅依靠自身的机载设备就能独立地完成导航任务；（２） 提供的导航参数多，可以为机上用户提供位置、速度、航向和姿态等导 航参数；（３航干扰能力强，隐蔽ｌ生好，对电、磁、光、热及核辐射等形成的 波、场的影响不敏感，具有极强的抗干扰能力，既不易被敌方发现，也不 易被敌方干扰，同时也不受气象条件限制，能满足全天候、全球范围导 航的要求。上述优点使质性导航成为在航空、航天、航海等领域中获得 广泛应用的导航手段。惯性导航的缺点是存在积累误差。由于它的核心 部件之一的陀螺仪存在漂移误差，致使导航精度随着时间增加不断降 低。需用其它高精度导航系统对其时间积累误差进行校正。 ２．３天文导航是指用测量自然天体（日、月、星等湘对地平面的高度 角和相对地球真北向的方位角来计算用户位置和航向的导航手段。这 种导航手段的优点是不需地面台站协同，不利用电磁波，因而不受人工 或自然形成的电磁干扰影响，且保密陛好。其缺点是受气象条件限制， 遇阴、雾等天气无法进行天文导航。 ２Ａ无线电导航，在这里是指卫星导航系统之外的陆基无线电导航 系统，即利用无线电技术测量运载体的位置及航行参数，对运载体航行 的全部喊部分）过程实施的导航。无线电导航有如下优点：（１环受时间、 地点和气象条件限制，基本可以实现全天候工作；（２）测量的精度较高； （３）工作可靠，测量迅速，基本可实时给出导航参数。无线电导航的缺点 是：（１）工作时通常需辐射或接收无线电波，易被敌方发现和干扰，在强 干扰下甚至无法工作；（２）一般情况下，无线电导航系统需要地面设备配 合，其配合设备在战时容易受到破坏。另外，此时系统往往受Ｔ作区域 的限制。 由天文导航等组合而成的组合导航多用于高空、高速、远程飞行器 等航空航天系统。而目前世界上应用最为广泛、性能最优、自丰．ｆ生最强 的机载组合导航为卫星导航和惯性导航（或加无线电导航）的组合，该 组合系统主要利用卫星导航系统的长期稳定性与适中精度，来弥补ＩＮＳ 的误差随时间增长而增大的缺点，同时利用ＩＮＳ的短期高精度来弥补 卫星导航接收机在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号等的缺点，提 高卫星导航的动态性能和抗干扰能力和卫星的重新捕获能力，从而实 现完整的高精度、高可靠性、高稳定性、高适用性、持续全天候的导航， 广泛应用于海、陆、空、天各领域，包括飞机、轮船、车辆、机器人等的导 航。组合导航技术已成为目前全界上最先进的、全天候、自主式制导技 术，也是导航技术最具有应用前景的发展方向。 ３组合导航的关键技术 提高组合导航系统精度的方法通常有三种：（１艉高分系统（如惯导 系统）的精度，但这要受到材料、技术、工艺、器件和成本等软、硬件条件 的限制；（２）采用各种滤波技术将两个或多个导航系统相组合，充分利用 各导航系统的冗余量测信息进行互补，构成最优组合导航系统；（３睬用 一种能精确地修正系统误差的辅助手段（如ＧＰｓ）对主导航仪器进行修 正的修正方法。 惯导系统的误差源包括陀螺和加速度计的器件误差、系统初始对 准误差和导航解算中采用的重力场模误差等，器件误差为大多数系统 的主要误差源。微机电系统 ＥＭｓ１和干涉型光纤陀螺ＯｒＯＧ￣有望替 代当前各应用领域中所采用的环型激光陀螺（ＲＬＧ）和机械式陀螺。但 是，在对标度因数稳定性具有极高要求的特殊应用中，ＲＬＧ仍将比Ｉ— ＦＯＧ更具有优势。ＭＥＭＳ技术化浪潮推进的关键则取决于ＭＥＭＳ陀螺 的进展。目前，ＭＥＭｓ器件的性能不断提高，正在面向多种应用展开研制 工作。 组合导航系统中各分系统的耦合可分为不同水平的耦合，即称为 耦合深度不同。不同的耦合方式决定了不同的工程实现难度和导航定 位精度。按照耦合深度信息融合所采用的卫星接收机数据源）的不同， 可将组合系统分为四类，非耦合匡调法）、松耦合、紧耦合、深耦合。其中 工程实现越难的耦合精度越高。 对于组合导航系统中各导航分系统的输出信息采用不同的融合方 案，得到的效果也是不一样的。在硬件确定的条件下，软件算法是决定 组合效果的关键冈素。卡尔曼滤波器在组合导航系统的实现中有着卓 有成效的应用。在组合导航系统中应用卡尔曼滤波技术估计系统的误 差，并用误差的估计值校正系统，以达到系统组合的目的。 ４组合导航的发展展望 近年来，我国的卫星导航技术获得了突飞猛进的发展，特别是北斗 导航定位系统卫星成功发射，标志着我国拥有了自己的卫星导航定位 系统，它使我国利用自己的卫星开发精确导航系统成为可能。而我国从 ２０世纪８０年代末就开始了ＭＥＭＳ技术的研究，在ＭＥＭＳ惯性器件方 面开展了大量的研究工作，取得了长足的进步。随着ＭＥＭＳ技术的不断 发展，微型惯性导航器件体积越来越小，精度越来越高，这就使得加速 度计和陀螺仪安装在载体上变得简单易行，从而使机载组合导航系统 的可行陛大大提高。 参考文献： 『ｌｌｅ金元．无线电导航系统发展应用综述ＩＪ１．船用导航雷达，２０１０，２． 『２Ｉ丁伯权．组合导航系统与空中领教ＩＪ１珲事理论，２０１０，２． ｆ３１曾伟一，林训超，曾友州等．组合导航技术的发展趋势ＩＪＩ．成都航空职 业技术学院学报，２０１ １，２．
KY-INS112组合导航系统
使用说明书
北京北斗星通导航技术股份有限公司
导航产品事业部
目录
1. 概述 ......................................................................................................................................................................... 1
2. 功能及指标 ............................................................................................................................................................ 1
2.1主要功能 .............................................................................................................................................................................. 1
2.2性能指标 .............................................................................................................................................................................. 1
3. 工作原理 ................................................................................................................................................................ 3
