针对单频点地基增强系统不能满足飞机CAT III类精密进近与着陆导航需求问题, 提出一种机载差分GPS(DGPS)与捷联式惯性导航系统(SINS)紧组合导航工作模式, 利用SINS提高组合后系统的导航特性。分析了SINS/DGPS紧组合滤波模型, 并构建了紧组合导航状态方程和量测方程, 利用改进的Kalman滤波器对滤波状态进行最优估计与补偿。进行了计算机仿真与实际系统验证实验, 实验结果表明, SINS/DGPS组合导航系统中, 当卫星信号不可用时, 利用SINS具备的自主性能够提高导航系统的连续性和可用性, 同时组合导航系统位置误差标准差相比机载DGPS单系统减小了50%以上, 提高了导航系统位置引导精度。

针对煤矿井下掘进机实时位姿自动检测的难题, 通过分析比较现有几种位姿测量方法的优缺点, 提出了一种基于视觉/惯导的掘进机位姿组合测量方法。该方法通过激光捷联式惯导系统得到掘进机的姿态信息、单目视觉测量掘进机的位置信息, 从而实现掘进机实时位姿的5自由度测量。依托大柳塔煤矿的快掘设备对该方法进行了实验验证。结果表明, 姿态测量精度为0.1°, 静态漂移的标准差不大于0.25°, 位置定位精度优于1cm。该方法能够用于掘进机实时位姿测量, 具有广阔的工程应用前景。

针对传统着陆引导设备机动性能差而较难满足应急保障需求的问题，结合飞机进近着陆阶段对导航参数需求的特点，研究了基于DGPS/SINS紧组合的连续导航保障方案。卫星信号良好的情况下，通过建立差分基准站并将基准站的伪距等观测数据传输到流动站，在接收终端进行DGPS和GPS/SINS紧组合算法的处理；卫星信号丢失情况下，将SINS输出的速度信息作为观测量，进行载体相对位置的航路推算，可以获得飞机着陆阶段所需要的导航参数。实验结果表明，该方法可以有效获取飞机进近着陆阶段连续的具有较高精度的相对位置、速度和姿态参数，具有一定的实用价值。