惯性导航（INS，Inertial Navigation System）是利用陀螺仪和加速度计来感知运载体相对于惯性空间的角速度与加速度，并积分后，获取运载体相对于初始位置的定位信息的技术。今天我们有幸邀请到了刘锡祥教授为我们介绍有关惯性导航、组合导航与信息融合技术研究方面的内容，首先来介绍一下刘锡祥教授以及他的科研内容。
01 人物介绍
刘锡祥
教授，博士生导师。近年来，主持国家自然科学基金3项；作为第二完成人分别获教育部科技进步奖一等奖1项、江苏省科学技术奖二等奖1项；先后入选江苏省“333工程”中青年科学技术带头人、江苏省六大人才高峰A类资助对象；第一作者/通讯作者发表论文50余篇、出版专著1部。
科研方向：主要从事惯性导航、组合导航与信息融合技术研究。
02 采访内容
Q1刘老师您好，请问惯性导航有什么优势呢？怎么理解组合导航呢？
刘：惯性导航（INS，Inertial Navigation System）是利用陀螺仪和加速度计来感知运载体相对于惯性空间的角速度与加速度，并积分后，获取运载体相对于初始位置的定位信息。INS的优势在于导航过程中，不要与外部环境、设备发生信息交互，具有完全自主性；此外还具有导航信息丰富、更新频率高等优势。
组合导航是融合两种或以上导航设备的导航系统，实现优势互补或强强联合。一般的，一种技术手段或方法总是存在一定局限，比如惯性导航系统采用积分运算会带来误差累积，GNSS信号易被外界干扰。此时，我们可以把两个系统组合在一起，发挥GNSS误差不累积和惯性导航系统抗干扰能力强的优势，在GNSS正常时，利用GNSS信息修正INS；而在被干扰时，利用INS进行导航。
Q2 还看到您还在研究信息融合技术，根据我的了解这应该是一种前沿的技术，请问信息融合技术可以应用在哪些领域呢？未来发展前景是怎么样的呢？
刘：一般的，描述一个物体的运动需要六个自由度，即三个角运动和三个线运动。陀螺仪可以测量角运动，而加速度计则测量线运动，利用三组单轴陀螺仪和加速度计就可以测量物体的六个自由度运动信息，在经过INS信息处理后，就可以得到物体的姿态、速度与位置信息。
Q3 还看到您还在研究信息融合技术，根据我的了解这应该是一种前沿的技术，请问信息融合技术可以应用在哪些领域呢？未来发展前景是怎么样的呢？
刘：信息融合是一个很大的话题，我回答不好，只能从组合导航的角度谈一下认识。组合导航中的信息融合主要解决如何综合多个导航系统（源）信息来实现优势互补或强强联合。在这个过程中，各导航信息源的误差演化模型、误差统计规律以及采用的数学工具等，均决定了融合质量高低。
信息融合应用在国防、经济以及社会的方方面面。甚至早上起来我们穿多少衣服，都可理解为信息融合，因为我们需要综合天气预报信息、昨天的天气情况、同学的穿着等多种信息后，做出决策。
信息融合在未来一定、也必定会发挥着重要作用。从技术发展的角度看，未来的科学问题一定是复杂问题和大问题，需要多学科交汇融合，而交汇融合带来的信息源大都是异源、异构源，如何综合这些信息，非常考验同学们的智慧。
Q4 对于我们本科生，如果未来进行本方面的科研研究，您有什么建议呢？
刘：我的建议是，本科生不是未来进行科学研究，而是在本科阶段就要进行科学研究，要积极参与老师和学长的各类科研项目。当然，现阶段学业任务比较重，除了学业外，我建议大家保持一个好奇心，多问几个为什么，多多关注定理公式背后的物理内涵。
03总结&预告
刘锡祥老师在访谈中解答了我们有关惯性导航、组合导航以及信息融合技术有关的问题，也表达了对我们本科生保持好奇，多参与科研项目的期望，让我们收益颇丰。
今日份访谈结束，精彩仍在继续。让我们一同期待5月6日刘澄玉老师的访谈之“仪科知多少”（第七期）|医护随身行——穿戴式医疗中的机器学习和大数据处理方法吧！
来源|东大仪科公众号
