【干货】北斗三号+ MEMS惯性传感器：国产高精度导航的突围路径

GNSS/INS惯系统（GNSS/INS，Global Navigation Satellite System/Inertial Navigation System）是一种将全球导航卫星系统（GNSS）与惯性导航系统（INS）相结合的导航技术。GNSS通过接收卫星信号来确定位置、速度和时间信息，而INS则利用惯性传感器（如加速度计和陀螺仪）来测量运动状态。两者的结合能够互补优势，克服单一系统的局限性，提供高精度、高可靠性的导航和定位服务。

工作原理

GNSS惯导系统的核心在于GNSS和INS的互补融合。GNSS在开放环境下具有高精度定位能力，但在信号遮挡（如城市峡谷、隧道、室内）或干扰情况下容易失效。而INS通过测量加速度和角速度，能够实现自主导航，但在长时间运行中会积累误差。因此，通过将GNSS和INS数据进行融合，可以有效弥补两者的技术局限，实现高精度、高可靠性的导航。
GNSS的工作原理GNSS通过接收来自多颗卫星的信号，利用卫星广播的星历数据、历书数据和伪距观测值，计算出接收机的位置、速度和时间。常见的GNSS系统包括GPS（美国）、GLONASS（俄罗斯）、Galileo（欧洲）和北斗（中国）。多系统融合（如GPS+北斗）能够进一步提高定位精度和可靠性。

INS的工作原理

INS通过惯性传感器（加速度计和陀螺仪）测量载体的加速度和角速度，结合初始位置和姿态信息，通过时间积分运算推算出位置、速度和姿态。INS的优势在于完全自主，无需外部信号，但在长时间运行中由于传感器误差的积累，定位精度会逐渐下降。

数据融合GNSS/INS组合导航系统通过卡尔曼滤波（Kalman Filter）或松耦合/紧耦合算法，将GNSS和INS的测量值进行最优融合。GNSS提供高精度的绝对位置信息，用于校正INS的误差；而INS提供连续的相对运动信息，弥补GNSS在信号丢失时的空白。这种互补融合能够显著提高系统的导航精度和可靠性。

市场前景

随着全球定位技术的快速发展和惯性传感器技术的进步，GNSS惯导系统市场需求持续增长。随着GNSS芯片向小型化、低功耗和高精度化演进，以及MEMS惯性传感器成本降低和性能提升，GNSS惯导系统在消费电子、自动驾驶、无人机等领域的应用逐渐普及。未来，随着5G、人工智能等技术的融合，GNSS惯导系统的应用场景将进一步扩展。

应用场景

交通领域在交通领域，GNSS惯导系统被广泛应用于车辆导航、自动驾驶和物流运输。GNSS能够提供道路环境中的精确位置信息，而INS则在隧道、城市峡谷等信号遮挡环境中提供连续的导航能力。这种组合能够显著提高车辆的导航精度和可靠性。

智能穿戴设备在智能穿戴设备领域，GNSS惯导系统被用于运动追踪、健康监测和户外导航。GNSS能够提供用户的精确位置信息，而INS则在室内或信号弱的环境中提供连续的运动追踪能力。这种组合能够显著提高智能穿戴设备的导航精度和用户体验。

机器人与自动化在机器人与自动化领域，GNSS惯导系统被用于工业机器人、服务机器人和自动化物流系统的导航与控制。GNSS能够提供机器人的精确位置信息，而INS则在动态环境中提供连续的导航能力。这种组合能够显著提高机器人的导航精度和工作效率。

产品推荐

EWM108-GN05系列是一款高性能的双频GNSS定位模块，搭载了华大北斗的HD8040D芯片方案，该模块支持新一代北斗三号信号体系，支持包括BDS、GPS、GLONASS、Galileo、SBAS、QZSS等全球所有民用导航卫星系统，为GNSS导航应用提供高精度、高灵敏度、低功耗的解决方案，可定制SPI、USB、CAN、I2C接口输出。