GNSS姿態(tài)測量系統(tǒng)（GNSS Attitude Measurement System）相比慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Inertial Navigation System,INS）最大的優(yōu)勢是誤差不隨時間積累,精度較穩(wěn)定,已被應(yīng)用到陸、海、空、天等多個領(lǐng)域。GNSS姿態(tài)測量系統(tǒng)和INS取長補短,構(gòu)成的GNSS/INS組合定位測姿系統(tǒng)可提供更高頻率、更高精度的位置、速度和姿態(tài)信息。本文圍繞GNSS姿態(tài)測量和GNSS/INS組合定位測姿展開研究,內(nèi)容涵蓋GNSS姿態(tài)測量方法及姿態(tài)參數(shù)確定方法拓展、GNSS/INS組合定位測姿濾波模型構(gòu)建和GNSS/INS組合定位測姿自適應(yīng)濾波算法三大部分,論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:（1）詳細推導(dǎo)了GNSS單天線測姿原理,基于實測數(shù)據(jù)分析了單天線測姿的精度,討論了其測姿效果與載體速度之間的關(guān)系。結(jié)果表明:載體速度大于5m/s時,航向精度能達到1°以內(nèi),該方法不適用于速度較小狀態(tài),速度越小誤差水平越高,靜止狀態(tài)時完全不可用。（2）對多天線測姿中的姿態(tài)參數(shù)解算方法進行了分析研究�；谧藨B(tài)參數(shù)估計的最小二乘方法,探討了不同的線性化方法。分別以加性歐拉角誤差、加性四元數(shù)誤差、乘... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學河南省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

俯仰角誤差

6 2 中 t 表示濾波更新周期。濾波觀測方程可表示為： E EY k HX k V k(3.2.中， EY k 為觀測值， = E EY k v k ； H 為設(shè)計矩陣，由于觀測值僅有速度， = 1 0 0 ；V k 表示濾波殘差。觀測噪聲陣R與接收機與測量環(huán)境有關(guān)，根據(jù)實際設(shè)定。北向和天向濾波過程和東向完全相同，計算時只需對狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣測系數(shù)陣進行相應(yīng)擴充。2.3 計算與分析實驗數(shù)據(jù)為一組實測跑車數(shù)據(jù)，跑車上同時搭載了單個 GPS 接收機和慣導(dǎo)設(shè)備�；鵓S 觀測數(shù)據(jù)用單天線測姿方法測量跑車姿態(tài)，并以 GPS RTK 與 INS 組合導(dǎo)航輸出的姿態(tài)為參考真值，對比分析單天線測姿的效果、特點以及精度。計算結(jié)果由下方圖表給出，其中圖 3.3 中上方為載體速度，紅色部分表示速度低于 0.5m/s。

圖 3.3 載體速度及航向中橫滾角和俯仰角往往數(shù)值較小，偽橫僅給出其圖像結(jié)果。表 3.1 給出不同速表 3.1 航向角誤差統(tǒng)速度（m/s）目0.5 v 33 v 5Max 12.954 10.017Min 0.171 0.040 RMS 3.534 1.886 算結(jié)果可以得到以下結(jié)論：SS 單天線測姿的航向角和俯仰角由速度高且表現(xiàn)出長期穩(wěn)定的特征。當載體速高，靜止狀態(tài)時達到頂峰。原因是解算差的影響越顯著，計算結(jié)果被速度誤差

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于GPS/INS全組合的航向自適應(yīng)濾波算法[J]. 田源,隋立芬,田翌君,肖國銳,戴卿.  宇航學報. 2017(11)
[2]觀測衛(wèi)星不足時的GPS/INS緊組合抗差自適應(yīng)濾波[J]. 田源,隋立芬,劉長建,王凌軒,陳泉余,田翌君.  測繪科學技術(shù)學報. 2017(02)
[3]部分變量誤差模型的整體抗差最小二乘估計[J]. 趙俊,歸慶明.  測繪學報. 2016(05)
[4]GPS/INS位置、速度和姿態(tài)全組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[J]. 馬宏陽,程鵬飛,黃華東.  測繪通報. 2016(03)
[5]基于中位數(shù)法的抗差總體最小二乘估計[J]. 陶葉青,高井祥,姚一飛.  測繪學報. 2016(03)
[6]基于非線性高斯-赫爾默特模型的混合整體最小二乘估計[J]. 方興,曾文憲,劉經(jīng)南,姚宜斌,王勇.  測繪學報. 2016(03)
[7]Partial EIV模型的解法[J]. 王樂洋,余航,陳曉勇.  測繪學報. 2016(01)
[8]基于partial-EIV模型的WTLS算法在三維坐標變換中的應(yīng)用[J]. 王東閣,邱衛(wèi)寧,王劉準,趙杰.  測繪地理信息. 2015(05)
[9]抗差加權(quán)整體最小二乘模型的牛頓-高斯算法[J]. 王彬,李建成,高井祥,劉超.  測繪學報. 2015(06)
[10]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS/INS組合導(dǎo)航自適應(yīng)UKF算法[J]. 譚興龍,王堅,趙長勝.  測繪學報. 2015(04)

博士論文
[1]GNSS/INS組合系統(tǒng)模型精化及載波相位定位測姿[D]. 甘雨.解放軍信息工程大學 2015
[2]動態(tài)定位有色噪聲自適應(yīng)抗差濾波理論的拓展與應(yīng)用研究[D]. 崔先強.長安大學 2012
[3]慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)中線性/非線性混合粒子濾波技術(shù)研究[D]. 周翟和.南京航空航天大學 2010

碩士論文
[1]Partial EIV模型的總體最小二乘方法及應(yīng)用研究[D]. 許光煜.東華理工大學 2015
[2]MIMU輔助雙天線GPS組合測姿系統(tǒng)研究[D]. 王彥坤.南京理工大學 2015
[3]基于GPS/INS組合測姿方法研究[D]. 李娜.沈陽理工大學 2015
[4]北斗精密相對定位與測速技術(shù)研究[D]. 王拓.解放軍信息工程大學 2012
[5]GPS/INS組合導(dǎo)航算法研究與實現(xiàn)[D]. 劉帥.解放軍信息工程大學 2012
[6]GPS測姿算法與天線布局研究[D]. 高源駿.哈爾濱工程大學 2011
[7]基于恒星和地心矢量觀測的微小衛(wèi)星定姿方案及算法研究[D]. 吳廷元.南京航空航天大學 2008



本文編號：3455654