目前，国外在设计车辆导航定位系统时，习惯采用以惯性测量器件与GPS为主要导航系统，并结合里程仪、多普勒雷达测速系统等导航系统，利用信息融合技术，构成智能组合导航系统，从而实现高精度、高可靠性、高智能化、高容错性等功能。

　　在国内，东南大学、北京航空航天大学等对车辆智能组合导航系统也开展了相应的研究：东南大学研究设计了一种“车载GPS/DR组合导航系统”，定位误差为±90m；北京航空航天大学研究设计了一种“GPS/INU(惯性导航)/MM(地图匹配)车辆定位系统”，其组合定位误差达到±40m。但是，上述车辆组合导航系统目前均还处于理论研究和实验仿真阶段，尚未进入正式的产品定型与生产阶段。

　　搭建组合式汽车导航

　　在借鉴国外关于汽车导航的有关研究成果基础上，并结合国内在惯性导航技术、卫星定位技术等领域所达到的实际水平，笔者提出了将惯性测量装置(IMU)、GPS接收机、北斗卫星导航定位系统(RDSS)收机利用信息融合技术将它们有机地结合起来，构成IMU/GPS/RDSS汽车组合导航系统。

　　北斗卫星导航定位系统(RDSS)，是我国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位系统，是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个较为成熟的卫星导航系统。北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns，目前已成功研制出配套的北斗导航接收机。尽管在效率、定位精度以及抗干扰能力上还远不及美国的GPS，但完全可以作为组合导航系统中GPS的一个有效备份。当GPS出现故障或者被人为注入一些干扰误差时，北斗接收机完全可以替代GPS，为车辆提供高精度的定位信息。

　　在笔者所提出的IMU/GPS/RDSS汽车组合导航系统中，当IMU、GPS、RDSS三者均正常工作时，利用信息融合技术对来自三者的导航信息进行最优信息融合，获得最优的导航定位参数；当GPS和RDSS的卫星信号短暂“丢失”时，可以由IMU独立进行导航定位；而当GPS被恶意关闭而长时间失效时，就采用IMU/RDSS的组合导航方式，从而实现高精度、高可靠性的连续导航功能。

　　在该IMU/GPS/RDSS汽车组合导航系统中，为了在提高系统精度与降低产品成本之间寻求良好的性价比关系，笔者研究设计了一种低成本的惯性测量装置，采用一个低精度的压电晶体速率陀螺仪和两个石英固体加速度计作为IMU的惯性测量元件。其中，压电晶体速率陀螺仪作为方向传感器，用以测量车辆航向角的变化率；两个石英固体加速度计作为速度传感器，分别排列在车辆的纵、横平面，用以测量车辆的加速度信息。

　　杨波，中国计算机报博士撰稿团成员，现为西北工业大学自动化学院博士，主要研究方向是惯性导航与组合导航、信息融合。曾先后参加了国家高技术研究发展计划(863计划)项目、国家自然科学基金项目、总装惯性技术预先研究项目等十余项课题研究工作。

　　汽车导航技术已成为时下热门话题，但在实际应用GPS进行导航时却依然存在定位精度、外部干扰、信号屏蔽等问题。针对这些问题，本文作者提出了搭建IMU/GPS/RDSS组合汽车导航系统的设计理念。

　　随着信息融合技术、传感器技术、计算机技术的迅猛发展，汽车导航技术也得到了飞速发展。汽车导航系统利用现代信息融合技术，将高精度导航定位技术与导航地图相结合，为司机提供直观、详尽的导航功能，有效提升交通运输与物流周转效率。

　　双向互补提升精度

　　目前，国内的常规汽车导航应用都是基于GPS系统构建的。但是，GPS存在着导航卫星信号容易受到外部干扰或屏蔽的问题。例如，当车辆行驶在城市高楼区、林荫道、涵洞隧道、地下隧道中时，由于卫星信号受到遮挡而容易暂时“丢失”，GPS接收机此时就无法给出定位解或定位精度很差。