车辆在地面上的运动满足非完整性约束（NHC），即一般情况下车辆只有沿车体前向的速度，而在车体的侧向和垂向速度为零。NHC和里程计都可显著提升车载GNSS/INS组合导航系统的定位定姿精度，尤其是在GNSS定位信号受到干扰或者中断的情况下。要最大限度发挥NHC和里程计的作用，一个关键点是准确标定出惯性测量单元（IMU）相对于车辆的安装偏角，这对于组合导航来说是一个非常细节但又非常关键的问题。

        我们基于航迹推算（DR）轨迹与GNSS轨迹的相似性原理（详见严恭敏老师的博士论文），提出了利用位移增量精确估计IMU俯仰和航向安装角的新方法。具体算法如图所示，该算法分两步实现：第一步做GNSS/INS数据融合，其导航结果作为步骤二的输入量。第二步利用步骤一输出的位置计算前进距离，并与组合导航的姿态进行航位推算，推算的结果再与步骤一组合导航的位置进行融合，实现安装角的估计。

图1 IMU安装角估计算法框图

        我们测试了该算法在不同场景下，针对不同等级IMU的应用效果。结果表明，该方法可在十几秒和车辆行驶几十米的范围内实现安装角的精确估计。俯仰和航向安装角可以估计到与GNSS/INS组合导航姿态同等级的精度，例如导航级GNSS/INS组合导航后处理俯仰角精度可达0.001deg（航向），那么俯仰安装角的估计精度也不低于0.001 deg。而该方法的局限性也在于此，它依赖于GNSS/INS组合导航结果的充分收敛，因此主要适合于专门的安装角估计步骤（出厂标定或维护性标定）。

相关成果发表在IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems (ITS)上，更多的细节及注意事项详见论文。

Qijin Chen, Quan Zhang, Xiaoji Niu*. Estimate the Pitch and Heading Mounting Angles of the IMU for Land Vehicular GNSS/INS Integrated System. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. PP(99):1-13, 2020, DOI: 10.1109/TITS.2020.2993052

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https://www.researchgate.net/publication/341691682_Estimate_the_Pitch_and_Heading_Mounting_Angles_

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