惯性导航方法在室内定位中的应用探讨开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，随着情景感知、环境智能等领域的不断发展，用户对位置信息的精度要求越来越高。gnss已经能满足大部分用户在室外定位的需求，但在卫星信号不佳的室内定位就显得“心有余而力不足”了：卫星定位的精度显著降低，甚至无法完成定位。然而，用户对室内定位的需求有增无减，导航定位服务 “最后一公里”问题日益突出。因此，室内定位蓬勃发展了起来，并在室内位置服务、公共安全和人员物品管理等方面得到广泛应用。

室内定位技术是通过用户定位终端的设备获取自身硬件的姿态参数，整合wifi、蓝牙等基站数据进行结算，从而得到用户位置，完成室内条件下的精确定位的技术。目前，主流的室内定位技术有wifi、蓝牙室内定位技术、红外线室内定位技术和射频识别(rfid)室内定位技术等。此外，基于计算机视觉、图像、磁场以及信标等定位方式也不断被开发研究出来。但室内定位技术仍不够成熟，缺少统一的技术规范和实施标准。

惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立起导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体的速度和位置。惯性导航是综合了机电、光学、数学、力学、控制及计算机等学科的尖端技术，广泛应用于航空、航天、航海及重要车辆陆地导航中。由于惯性是所有质量体的基本属性，所以建立在惯性原理基础上的惯性导航系统无需任何外来信息，也不向外辐射任何信息，仅靠系统本身就能在全天候条件下、全球范围内和所有介质环境里自主地、隐蔽地进行三维定位和三维定向。这种同时具备自主性、隐蔽性和能获取运载体完备运动信息的独特优点是诸如卫星导航、无线电导航和天文导航等其他导航系统无法比拟的。尽管这些导航系统的某些导航性能远优于惯导系统，但惯导系统仍然是重要运载体不可缺少的核心导航设备。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容

（1）学习惯性导航的相关理论

（2）掌握python软件的使用

3. 研究的方法与步骤

研究方法

（1） 文献法：搜集整理惯性导航的相关知识研究资料，结合参考文献，全面地、正确地了解掌握所要研究的惯性导航理论知识。

（2） 实验法：通过具体实验逐步掌握python软件的使用，并熟练地运用python实现惯性导航轨道模拟。

4. 参考文献

（1）. 秦永元, 惯性导航, (2006), 科学出版社。

（2）. 赵小明, 翁炬, 黄巍, 等. 惯性导航技术在国民经济中的应用[c]. 中国科协年会. 2013.

（3）.黄胜, 张吉广, 张宗麟,等. 一种惯性导航仿真系统的设计研究[j]. 系统工程与电子技术, 2004, 26(9):1276-1278.

5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段（2022.1.20——2022.3.24）：

2022.1.20——2022.3.15为准备工作阶段，包括查阅资料、实验数据收集等；

2022.3.16——2022.3.25为开题阶段，主要工作是撰写开题报告等。