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低成本的GPS干扰和欺骗技术的可用性使得仅GPS的定位和导航解决方案对于在战场环境中的士兵而言,成为日益危险的选择。因此,至关重要的是,必须开发一种独立的,非基础设施的定位技术,以保持现代士兵的最佳作战能力。

惯性导航可以解决此问题。

但是惯性解决方案并不容易实施。例如,在战场上,士兵往往会躲避,俯冲,躲避和奔跑,从而带来运动测量挑战,即使在现有的车辆惯性导航装置中,该误差通常也会太大,从而导致跟踪误差。

全球定位系统

几十年来,GPS一直是战场上士兵的首选跟踪和导航解决方案。不幸的是,大多数敌人现在都可以使用非常便宜且广泛使用的技术来干扰GPS定位信号。但是更危险的是,不仅GPS信号会被阻塞,还可能被欺骗。在最坏的情况下,敌人可能将士兵转移到危险地带,甚至可能使士兵无意中向自己的位置开火。

MEMS导航

市场上已经有许多惯性测量单元(IMU),但还没有一个能够充分解决惯性行人跟踪的问题。它们是最终解决方案中极具吸引力的一部分,因为它们仅依赖于测量用户运动产生的力,而独立于基础设施技术(例如WiFi,BLE信标或其他基于RF或基于摄像头的锚定技术)进行操作–因操作演员的不良行为而被卡住,欺骗或误入歧途。

但是,目前尚不存在能够充分整合用户加速度以真正跟踪位置的IMU,但同时也不会因士兵在战场上的活动而被抛弃。通过增加惯性传感器的灵敏度以准确地测量由人类运动产生的小加速度,对人类运动的其他伪像的敏感性在传感器测量光谱的相对侧上产生了明显的误差。也就是说,饱和度以及其他由高强度和快速运动引起的误差会产生甚至更大的误差,这使得这种跟踪非常困难。

理想情况下,MEMS惯性传感器体积小,重量轻,功耗低且成本低,非常适合拆卸的士兵应用。换句话说,它们具有低SWaP-C的所有最理想的特性(尺寸,重量和功率成本)。每个士兵都可以轻松地携带一个或多个武器-放在手表,背包,头盔或武器上。但是,它们在灵敏度,噪声,偏置漂移和其他相关错误模式方面的性能使其在惯性导航中的表现非常差。在几分钟之内,可能会累积多达数百米甚至数千米的定位误差,从而使其惯性导航功效无法使用。但是,它们可以通过航位推测法合理地应用于位置跟踪。