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捷联惯性导航系统(SINS)可以连续提供多种导航信息,短时间内运行的精度较高,然而其定位误差随时间积累,长时间运行精度较差。全球定位系统(GPS)长期误差特性较好,但短期误差精度不好。采用GPS/SINS为组合方式的组合导航系统能够取长补短,克服SINS和GPS各自的缺点。零速修正(ZUPT)技术不需要外界辅助手段,能够有效修正纯SINS定位误差的积累,在某些场合能够得到有效应用。本文针对这两个方向进行了深入的研究,全文主要工作包括:1.建立了捷联惯性导航系统激光陀螺随机序列的自回归模型,并通过实际系统的数据分析表明随机序列的二阶自回归模型适用于捷联惯性导航系统;2.设计了激光陀螺二阶自回归模型辅助条件下GPS/SINS组合导航的算法,建立了组合导航系统的Kalman滤波模型;3.编制了数据采集程序和GPS/SINS组合导航试验数据处理程序,进行了车载GPS/SINS组合导航试验,并且对GPS/SINS组合导航试验数据的数值解算和结果分析;4.分别设计了激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正技术二次多项式拟合算法和Kalman滤波拟合算法,并建立了相应的模型;5.编制了基于二次多项式拟合零速修正技术实时导航解算程序、Kalman滤波处理程序,进行了车载SINS零速修正重复行驶试验和复杂行驶试验,对试验结果进行了详细的分析。在捷联惯性导航系统激光陀螺二阶自回归模型辅助条件下,采用Kalman滤波技术,能够提高GPS/SINS组合导航系统的姿态精度。在SINS只有30s静基座对准时间条件下,进入组合导航阶段,水平姿态误差可以在50s内收敛至20角秒以内,方位角误差也能在500s内收敛至5角分以内;组合导航系统的速度误差与真实值相比不会超过0.1 m/s。重复行驶试验表明捷联惯导系统的定位精度与停车间隔有较大关系,停车间隔越短,定位精度越高。复杂行驶试验结果表明,基于二次多项式拟合零速修正技术的激光捷联惯性导航系统,在停车时间间隔为50~70s之间、行程10km范围内的情况下,定位精度可以控制在矿山井下安全生产限差以内;在停车时间间隔为50~100s之间、行程约33km范围内的情况下,定位精度可以满足人员和机车在矿山井下的生产和安全需要;基于Kalman滤波的零速修正技术也能够降低捷联惯性导航系统的定位误差。