提起定位导航，大家首先想到的是GPS，中国也推出了自己的卫星定位系统北斗卫星定位系统。但是卫星定位只能用在室外环境，一到室内，由于导航信号衰减太快，卫星定位就无法使用。

今天我们谈下室内定位技术在一些特殊但很重要的场景——消防救援、反恐处突、抢险救灾等应急任务中的应用。

试想一下这样的场景：大火现场，消防员冲进着火的大楼里试图搜救幸存者，火势越来越猛烈，烟雾弥漫，消防员迷路找不到出口，氧气不够，最终丧失了生命……

如果能精确定位消防员的位置，后方指挥人员掌握了进入火场施救的消防员实时动向，通过通信设备向现场人员提供准确指挥，避免消防员在火场中迷路，可以最大程度地减少人员伤亡。这对于室内定位技术来说，也是功德一件了。 

目前业内主流室内定位技术普遍需要外部设施或先验数据库，比如UWB、WiFi、蓝牙、地磁等，而消防救援等应急任务通常来不及或环境不允许布置外部定位基站或信标等设备，因此没有一种可以满足紧急任务下自主定位的要求，所以采用不依赖任何外部设备或先验数据库的惯导定位技术是目前比较稳妥的手段。惯导定位技术是一种完全自主式的导航技术，与普通的定位技术不同的是，它不依赖于导航卫星、无线基站、电子标签等任何辅助设备和先验数据库。

   惯性导航的工作原理

    惯性导航工作的核心原理是：它从过去自身的运动轨迹推算出自己目前的方位。其工作技术原理不外乎就是以下三条基本公式：

        1.  距离=速度×时间

        2.  速度=加速度×时间

        3 . 角度=角速度×时间　

　 1.首先，检测（或设定好）初始信息，包括初始位置、初始朝向、初始姿态等。 　

　 2.用IMU(Inertial Measurement Unit)时刻检测物体运动的变化信息。其中，加速度计测量加速度，利用原理 a=F/M，测量物体的线加速度，

   3.乘以时间得到速度，再乘以时间就得到位移，从而确定物体的位置；s=v0+at

   4.  陀螺仪则测量物体的角速率，以物体的初始方位作为初始条件，对角速率进行积分，进而时刻得到物体当前方向；

   5. 电子罗盘，能在水平位置确认物体朝向。这3个传感器可相互校正，得到较为准确的姿态参数。 　　最后，通过计算单元实现姿态解、加速度积分、位置计算以及误差补偿，最终得到准确的导航信息 。

   惯性导航是如何通过坐标系模型实现定位的？

   常生活中，我们都通过坐标来定位，二维定位是x轴和y轴，三维定位则加上z轴。通过x轴、y轴和z轴的坐标系模型，传感器能够测量各轴方向的线性运动，以及围绕各轴的旋转运动。 　　

   但在实际应用惯性导航中，惯性测量器件是直接安装在运动载体上的，因此惯性器件测得的角速度和加速度的数值都是在载体运动坐标系下的量，即传感器得到的是以物体的固连坐标系为参照的数据（也叫地理坐标系），但我们日常定位用的是地球坐标系，因此如何把测得的固连坐标系数据转换成地球坐标系数据，是惯性导航重要的第一步。 　　

   此时，需要引入一个第三者才能实现坐标系转换，即相对静止的惯性坐标系——地心惯性系。 　　

地心惯性系：以地球的地心为原点，以地心指向春分点和秋分点的连线为X轴、Y轴，以地球自转轴指向北极为Z轴组成的右手坐标系。因为春分点和秋分点不是地球表面上和地球固定的两个点，而是地球所属宇宙空间中两个固定的点（因为赤道面和黄道面是固定的面）。所以，春分点和秋分点不会因为地球的自转而移动，故地心惯性系是相对静止的，不会随地球自转而移动。

地球坐标系：同样以地球的地心为原点，x 轴穿过本初子午线（0度经线）和赤道的交点，z 轴沿着自转轴指向北极点，xyz 轴成右手系。明显，x 轴是随地球自转而移动，故地球坐标系是相对运动的，会随地球自转而移动。 

地理坐标系：以运载体（如下图的P）的中心为坐标原点，x 轴指向正东方向，y 轴指向正北方向，z 轴垂直指向天上。地理坐标系会随运载体的移动而移动。