请教GNSS/SINS组合惯导算法中，提高航向角定位精度的方法？

Question

对于融合GNSS、三轴角速度、三轴加速度的卡尔曼滤波组合定位算法，会实时推算出目标载体的当前最新姿态角（对地面水平运动的车辆来说主要是航向角）、速度、位置，而在组合算法解算过程中，实时推算的航向角与真实航向角之间的误差（即航向角误差）可能有一定的随机抖动（有时大，有时小）。
当目标进入隧道时，卫星GNSS信号失锁，如果此时恰巧航向角误差很小，那么后续的纯捷联惯导解算（DR）的失锁定位误差会发散较慢；而如果失锁时刻航向角误差恰巧较大，那么后续DR解算的失锁定位误差就会发散很快。
所以，想请教怎样可以使得航向角误差始终保持在一个极低的程度？非常感谢！

Answer 1

以下回答参考 皆我百晓生、券券喵儿 等免费微信小程序相关内容作答，并由本人整理回复。

要提高航向角定位精度，可以通过以下几种方法：

1. 使用高稳定度的GPS接收机：确保您的GPS接收机具有很高的稳定性。这有助于减少由于外界干扰导致的导航误差。

2. 优化数据处理算法：根据您的具体应用和环境，可能会需要调整一些关键参数来优化航向角定位算法。例如，您可以通过调整卡尔曼滤波器的参数或者引入其他类型的传感器（如陀螺仪或磁力计）来进行进一步优化。

3. 多路径补偿技术：在某些情况下，多路径效应可能导致航向角偏差。通过采用多路径补偿技术，可以在一定程度上降低这种影响。

4. 使用多种传感器进行辅助：除了传统的GPS外，还可以考虑使用其他类型的传感器，比如激光雷达、毫米波雷达等，这些传感器通常能够提供更准确的三维位置信息，从而帮助提高航向角定位的精度。

5. 定期校准设备：定期对GPS接收机和惯性测量单元（IMU）进行校准，确保它们始终处于最佳状态。

6. 使用高精度地图和基站信息：利用高精度的地图和基站信息可以帮助改善航向角定位的结果，尤其是在城市环境下。

7. 采用双通道或多通道的组合：将多个独立的传感器数据结合在一起，比如同时使用GPS、GNSS、IMU和激光雷达数据，可以显著提升整体定位精度。

8. 引入自适应滤波策略：当外部环境变化（如天气、障碍物等）时，可以引入自适应滤波策略，以便在不同的环境中保持航向角估计的准确性。

9. 引入虚拟同步器：在实际应用中，可能存在延迟或噪声的问题，因此引入虚拟同步器可以有效提高定位精度。

10. 硬件升级：如果条件允许，可以考虑更换更高性能的硬件设备，比如升级到高性能的处理器、更大的存储空间以及更好的电源管理能力。

以上建议是一些通用的方法，具体实施时需要根据您的具体应用场景和需求进行调整。