組合導航系統

組合導航系統是利用計算機和數據處理技術把具有不同特點的導航設備組合在一起，以達到優化的目的，整個系統由輸入裝置、數據處理和控制部分、輸出裝置以及外圍設備組成。輸入裝置能夠實時、連續的接收各種測量信息，由計算機將接收的信息進行綜合處理，從而得到最優的結果以便於確定航向、航速、天文以及地文測算等，最後由輸出裝置例如顯示器、打印機等對優化後的信息進行顯示。組合導航系統最大的優勢就是能夠實現優勢互補,提高導航系統的精度和可靠性。 ^[1] 

從本質上看，組合導航系統是多傳感器多源導航信息的集成優化融合系統，它的關鍵技術是信息的融合和處理 ^[2]  。新的數據處理方法，特別是卡爾曼濾波（見波形估計）方法的應用是產生組合導航的關鍵。卡爾曼濾波通過運動方程和測量方程，不僅考慮當前所測得的參量值，而且還充分利用過去測得的參量值，以後者為基礎推測當前應有的參量值，而以前者為校正量進行修正，從而獲得當前參量值的最佳估算。當有多種分系統參與組合時，就可利用狀態矢量概念。通常，取誤差本身作為狀態矢量，不是對速度、方位本身等作出最佳估計，而是對速度誤差、方位誤差等作出最佳估計。把這一估算從實際測得的速度、方位中減去，就得到此時此刻的速度、方位等參量。組合導航實際上是以計算機為中心，將各個導航傳感器送來的信息加以綜合和最優化數學處理，然後進行綜合顯示。

海上組合導航系統大致可分為簡易型和大型兩類。簡易型組合導航系統採用大規模集成電路、模塊結構和微型計算機控制，其優點是結構緊湊、可靠、輕便、價廉。大型組合導航系統常以慣性導航為主，再由衞星導航、天文導航和各種無線電導航設備作為校準手段，也有以衞星導航為主，與奧米加、羅蘭和其他高準確度近程定位系統組合的系統。大型組合導航系統常與自動舵和防撞設備結合而成自動航行系統。大型組合導航系統大量使用微型計算機，實行多機並行工作；採用模塊結構和標準接口，可以任意組合和擴展；採用最小二乘法或卡爾曼濾波技術提高系統的準確度。

航空使用的組合導航系統種類很多。軍用組合導航系統常以慣性導航為主，再與其他導航設備組合。民用組合導航系統常見的有伏爾導航系統、地美依導航系統、羅蘭C導航系統、伏爾塔克導航系統、奧米加導航系統的組合。越洋飛行也用慣性導航與奧米加導航系統組合。

民航使用的新一代組合導航系統是飛行管理系統，把飛行姿態控制、飛行性能管理、導航、氣象信息，數字儀表飛行和彩色屏幕顯示等組合在一起，進行綜合處理。

組合導航系統的關鍵技術是信息的處理，而信息的篩選和處理更多的是依據知識庫的豐富和完善，知識庫包括兩個方面：1、動態信息，包括雷達、GPS測量得到的實時位置信息以及其他船隻、飛機的實時位置信息，2、靜態信息，包括避讓法規、港口自然情況、氣候、水文、事故發生率等。將這些信息不斷補充完整，能夠建立完整的知識、專家系統，從而對信息的處理更加專業。