【摘要】：導(dǎo)航系統(tǒng)對于飛行器的定位及控制來說起著重要的作用，而組合導(dǎo)航技術(shù)是提高導(dǎo)航精度的有效途徑，其中GPS_INS組合導(dǎo)航是目前組合導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的主要方向。本文開展了對雙GPS_INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究工作，研究目的是提高導(dǎo)航精度，能夠輸出定位信息及姿態(tài)角信息，包括經(jīng)度、緯度、高度；偏航角、俯仰角、橫滾角，，重點(diǎn)研究組合導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，并設(shè)計(jì)合理的實(shí)現(xiàn)方案。 首先，研究論文的選題背景及目的和意義，確定本文的主要研究內(nèi)容和工作安排，從整體結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)了傳感器與處理器之間的通信接口，處理器中的控制程序等，針對研究內(nèi)容，以理論和實(shí)踐相結(jié)合為前提，完成了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建。 其次，本文以緊耦合方式進(jìn)行組合導(dǎo)航，推導(dǎo)出了雙GPS相對偽距差分定位的數(shù)學(xué)模型及INS導(dǎo)航的數(shù)學(xué)模型，選擇卡爾曼濾波器為組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)融合的主要方式。在分析了卡爾曼濾波器的常見模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了雙GPS_INS的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并改進(jìn)設(shè)計(jì)了區(qū)間自適應(yīng)卡爾曼濾波器，提高了組合導(dǎo)航的精度。 再次，設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件平臺，軟件可對系統(tǒng)的姿態(tài)角及載體的定位信息進(jìn)行實(shí)時的波形及數(shù)字顯示，并設(shè)置了姿態(tài)角的閾值報(bào)警功能，對監(jiān)測到的導(dǎo)航信息可以有選擇的進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。 最后對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試并得出結(jié)論。組合導(dǎo)航系統(tǒng)的測量精度要比單獨(dú)使用GPS或者INS導(dǎo)航精度高且穩(wěn)定；雙GPS與INS進(jìn)行組合導(dǎo)航的精度要比單GPS與INS進(jìn)行組合導(dǎo)航高且穩(wěn)定；區(qū)間自適應(yīng)算法及卡爾曼濾波器要比普通算法和普通卡爾曼濾波器的效果要好，可以消弱很多模型及測量誤差。
[Abstract]:Navigation system plays an important role in the positioning and control of aircraft, and integrated navigation technology is an effective way to improve navigation accuracy, among which GPS_INS integrated navigation is the main direction of integrated navigation technology development. In this paper, the research work of dual GPS_INS integrated navigation system is carried out. The purpose of the research is to improve the navigation accuracy and to output positioning information and attitude angle information, including longitude, latitude and altitude. Yaw angle, pitch angle, roll angle, the key technology of integrated navigation are studied, and a reasonable scheme is designed. Firstly, the background, purpose and significance of the thesis are studied, the main research contents and working arrangements are determined, the communication interface between the sensor and the processor, the control program in the processor and so on are designed from the overall structure. Aiming at the research content, the experimental system is built on the premise of combining theory with practice. Secondly, in this paper, the mathematical model of dual GPS relative pseudo-range differential positioning and the mathematical model of INS navigation are derived, and the Kalman filter is selected as the main method of data fusion in integrated navigation. Based on the analysis of the common models of Kalman filter, the mathematical model of dual GPS_INS integrated navigation system is derived, and the interval adaptive Kalman filter is improved to improve the accuracy of integrated navigation. Thirdly, the software platform of integrated navigation system based on LabVIEW is designed. The software can display the attitude angle of the system and the positioning information of the carrier in real time, and set the threshold alarm function of the attitude angle. The monitored navigation information can be stored selectively. Finally, the system is debugged and concluded. The accuracy of integrated navigation system is higher and more stable than that of single GPS or INS navigation system, and the precision of double GPS and INS integrated navigation system is higher and more stable than that of single GPS and INS integrated navigation system. The effect of interval adaptive algorithm and Kalman filter is better than that of ordinary algorithm and Kalman filter, and many model and measurement errors can be reduced.
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TN96.2;P228.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2310091