摘要
本文针对独立式捷联惯性导航系统（SINS）在复杂海洋环境中受到初始误差、传感器漂移和累积误差影响而产生的发散问题，提出了一种无需外部测量的长续航自主导航方案，以抑制舒勒振荡并提升动态导航性能。首先，基于SINS的动态误差模型分析了舒勒振荡的特性，并开发了一种多路径延迟求解策略。通过依次延迟SINS计算循环并执行算术平均，周期性振荡误差被自动消除。其次，构建了一个卡方检验来实时评估海况复杂性，并设计了一种具有自适应滤波器选择的鲁棒自适应卡尔曼滤波器，以在动态条件下进一步提高估计精度。最后，通过静态仿真、动态仿真和全尺寸船舶实验对所提出的方法进行了系统验证。结果表明，在静态条件下，延迟求解策略显著减轻了姿态和速度的舒勒振荡。在动态仿真和船舶试验中，与纯SINS、单次延迟计算和传统卡尔曼滤波器相比，所提出的方法在抑制姿态、速度和位置误差方面表现更优，核心导航误差指标至少降低了一个数量级。这些发现表明，在动态条件下可以有效利用惯性导航误差的舒勒周期特性，而多路径延迟计算与鲁棒自适应滤波的结合使得无需外部测量即可大幅提高自主导航精度。所提出的方法在不增加额外硬件成本的情况下扩展了自主导航的理论和工程框架，为长时延SINS的实际应用提供了新的技术途径。
