本論文所採用的 INS 系統只作平面雙軸測試，系統實驗地點選在中華大學虛擬實 境實驗室中內而實驗室的座標值為 X=-2980650.031 m Y=4970042.139 m 。 9.8.1 GPS 靜態實驗
GPS 系統主要是使用 Ashtech G12 接收機，程式部分則是解算衛星星曆、衛星軌道 六元素，在經由 Weighted Least-Squares 解算目前 GPS 天線在 ECEF 座標的位置座標。
GPS 導航定位程式運作的起始值，是接收機天線的位置（Raw Data），在將所有衛 星星曆資料收完後，程式會在第 50 次時自動計算一次電離層與大氣層修正係數，可 由圖 9.8-9 中可清楚得知，衛星資料經過修正後有明顯的穩定及精確。
實驗地點：虛擬實境實驗室（2002/05/24）
實驗時間：300 sec
取樣時間：0.5 sec
圖 9.8 GPS 模擬未脫鎖之 X、Y 軸
圖 9.9 GPS 模擬有脫鎖之 X、Y 軸 9.8.2 INS 靜態系統實驗
將靜態加速儀所量出的加速度積分成速度和位置，觀察位置誤差隨時間累積的 情況，如圖 9.10 所示，在作測試之前已先將整個系統開機靜置 15 分鐘，並將所有相 關的初始值設為 0。
實驗地點：虛擬實境實驗室（2002/05/20）
實驗時間：45 sec 取樣時間：26 ms
圖 9.10 位置相關圖
9.8.3 GPS/INS 系統實驗
本研究之 GPS/INS 複合式導航定位系統，是將 Ashtech G12 接收機與慣性導航 系統，在 PII-400 的 PC 上，運用卡門濾波器作 2D 的平面整合。以下將以動態的實驗 加以說明其導航效果。
l GPS/INS 動態實驗
實驗地點：新竹市空軍基地附近之梯形區塊道路，如圖 9.13 的路徑，順序為 i －＞ii －＞iii －＞iv－＞v－＞vi（2002/05/29）
實驗時間：350 sec 取樣時間：26 ms
本研究是在新竹市空軍基地附近之梯形區塊道路，實驗距離約 3400 公尺，平均 時速 30∼40 公里。圖 9.11 為整合前 INS 之位置圖，很明顯可以看出 INS 的位置隨 時間增長而有發散現象。圖 9.12 為 GPS 實際量測之位置圖，訊號點為不連續的單點 訊號。圖 9.13 為 GPS/INS 整合後之位置圖。
系統有設 GPS 雜訊之初始共變異量 為 100 ， 為 10
，整合後可發現 IN S 的位置誤差被修正收斂了。圖 9.14 及 9.15 分別顯示整 合後 IN S 位置誤差、速度誤差之共變異量。其中位置誤差之初始共變異量 設 為 10 m ，由圖中可知，這些位置誤差在 5 sec 內即收斂至 1 m 附近。而速度誤差之 初始共變異量 設為 10 m /sec，也是於 5 sec 內收斂至接近於 0。圖 9.16 模擬 GPS 信號有脫鎖時，整合後 INS 位置圖，資料於點 O∼A（5∼93 秒）及點 C∼D（220
∼250 秒）時 GPS 脫鎖只有 INS 訊號，因此路徑會漸漸的往外發散，而當行經點 B 與 點 E 時 GPS 訊號重新鎖定，而將原本已發散的點 A 與 D 重新再做修正拉回原來路徑 上，所以在 GPS 脫鎖時可設 GPS 雜訊之共變異量 ， 為一很大之值，
而 G P S 資料可用時則如前述設為 100 及 10 。由圖 9.16 可看出整合後 INS 之位置圖，於 5∼93 秒（即 O 到 A）及 220∼250 秒（即 C 到 D）處，有兩個不連續 之偏移量，即 A 與 B 及 D 與 E，此顯示 GPS 不可用時，INS 位置解就漸漸在漂移，但 卡門濾波器仍可漸將 INS 之誤差估測出，使 INS 之位置解不會如圖 9.11 發散。圖 9.17 及 9.18 分別顯示 GPS 信號有脫鎖時，整合後 INS 位置誤差共變異量及速度誤差共變 異量。其中位置誤差之共變異量 於 G P S 信號脫鎖時，漸漸地在漂移。當 G P S 信號恢復時，又拉回至 1m 附近。而速度誤差之共變異量亦是如此，當 G P S 信號脫 鎖時，漸漸地在漂移，而 G P S 信號恢復時，即拉回至接近於 0。整體而言由實驗結 果可知，本研究所設計的卡門濾波器，的確有不錯的整合效果。
圖 9.11 整合前 INS 之位置圖
圖 9.12 為整合前 GPS 之位置圖
圖 9.13 GPS/INS 整合後之位置圖
Standard deviation of Position
圖 9.14 INS 位置誤差之共變異量圖 Standard deviation of Velocity
圖 9.15 INS 速度誤差之共變異量圖
圖 9.16 模擬整合後 GPS 脫鎖之位置圖
圖 9.17 INS 位置誤差之共變異量圖（GPS 信號有脫鎖時）
圖 9.18 INS 速度誤差之共變異量圖（GPS 信號有脫鎖時）