GPS/SINS組合導(dǎo)航與姿態(tài)測(cè)量的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-22 17:29
論文以車輛導(dǎo)航為背景。分析了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航(SINS)導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航系統(tǒng)的原理和誤差。論文研究了基于卡爾曼濾波器的GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng),使用GPS輔助SINS修正位置和速度信息來提高導(dǎo)航參數(shù)。目前的單天線GPS系統(tǒng)中,無法完成測(cè)量姿態(tài)的功能。而采用SINS通過姿態(tài)矩陣求解姿態(tài)的方法,由于慣性元件漂移的特性,計(jì)算出的姿態(tài)誤差比較大。論文在深入研究卡爾曼數(shù)據(jù)融合算法的基礎(chǔ)上,考慮了電子羅盤在測(cè)量姿態(tài)角的優(yōu)勢(shì),在FPGA+DSP的硬件平臺(tái)上,加入電子羅盤進(jìn)行了姿態(tài)信息的多數(shù)據(jù)融合,修正SINS輸出的姿態(tài)角。對(duì)測(cè)得的姿態(tài)角數(shù)據(jù)進(jìn)行了繪圖分析和3D模型演示。論文在Matlab平臺(tái)上對(duì)GPS/SINS組合導(dǎo)航進(jìn)行了仿真,并在FPGA+DSP硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了載體的姿態(tài)測(cè)量。仿真實(shí)驗(yàn)表明GPS/SINS組合導(dǎo)航位置和速度精度得到了一定程度的提升,同時(shí)姿態(tài)測(cè)量中加入了電子羅盤,運(yùn)用了互補(bǔ)濾波器,提高了載體姿態(tài)角精度。
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換Fig.2.1Coordinatesystemconversion
西華大學(xué)碩士學(xué)位論文: 2 2 20 0 01( 1) {(1 ) ( )[ ]} ( )8 384 2 48q n I q n 航原理一種自主式的導(dǎo)航[6]。它完全依靠機(jī)載設(shè)備自主完成導(dǎo)航任務(wù)電聯(lián)系。因此隱蔽性好,工作不受氣象條件的限制。這一獨(dú)特的航空和航海領(lǐng)域中的一種廣泛使用的主要導(dǎo)航方法;竟ぷ髟硎且耘nD力學(xué)定律為基礎(chǔ)的。在載體內(nèi)部測(cè)量載運(yùn)算得載體速度和位置等導(dǎo)航信息。說,慣導(dǎo)系統(tǒng)有兩大類:平臺(tái)式慣導(dǎo)和捷聯(lián)式慣導(dǎo)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
圖 2.3 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)Fig.2.3 Strapdown inertial navigation system系統(tǒng)的原理如圖 2.3 所示。數(shù)據(jù)處理中心實(shí)時(shí)的采集加陣和位置矩陣的計(jì)算,從而得到運(yùn)動(dòng)載體的姿態(tài)、位置有如下主要優(yōu)點(diǎn):全球、全時(shí)間地工作于空中地球表面乃至水下。不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng),也不依賴于任何外磁干擾的影響。率高、短期精度和穩(wěn)定性好。置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù),所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連信息經(jīng)過積分而產(chǎn)生,定位誤差隨時(shí)間而逐漸增大,之前都需要一段很長(zhǎng)的初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于四元數(shù)法的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)解算[J]. 張榮輝,賈宏光,陳濤,張躍. 光學(xué)精密工程. 2008(10)
[2]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法的仿真模擬[J]. 賀娟,袁頌岳. 金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(03)
[3]組合導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 楊坤明. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[4]捷聯(lián)慣性導(dǎo)航的工程實(shí)現(xiàn)[J]. 王玫,張炎華. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[5]四階龍格—庫塔法在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)解算中的應(yīng)用[J]. 張春慧,吳簡(jiǎn)彤,何昆鵬,周雪梅. 應(yīng)用科技. 2005(06)
[6]21世紀(jì)初先進(jìn)組合中制導(dǎo)GPS/INS關(guān)鍵技術(shù)概述與展望[J]. 趙占祥,李興國(guó),婁國(guó)偉,李躍華. 飛航導(dǎo)彈. 2005(02)
[7]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)仿真器的設(shè)計(jì)[J]. 劉柱,陳勤,高偉,曹潔. 應(yīng)用科技. 2004(07)
[8]嵌入式控制技術(shù)在定位定向系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 梁俊宇,陳家斌. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2002(01)
[9]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法研究[J]. 柴衛(wèi)華,侯蕓. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2001(04)
[10]聯(lián)邦濾波信息分配新方法[J]. 劉瑞華,劉建業(yè). 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2001(02)
本文編號(hào):3602609
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換Fig.2.1Coordinatesystemconversion
西華大學(xué)碩士學(xué)位論文: 2 2 20 0 01( 1) {(1 ) ( )[ ]} ( )8 384 2 48q n I q n 航原理一種自主式的導(dǎo)航[6]。它完全依靠機(jī)載設(shè)備自主完成導(dǎo)航任務(wù)電聯(lián)系。因此隱蔽性好,工作不受氣象條件的限制。這一獨(dú)特的航空和航海領(lǐng)域中的一種廣泛使用的主要導(dǎo)航方法;竟ぷ髟硎且耘nD力學(xué)定律為基礎(chǔ)的。在載體內(nèi)部測(cè)量載運(yùn)算得載體速度和位置等導(dǎo)航信息。說,慣導(dǎo)系統(tǒng)有兩大類:平臺(tái)式慣導(dǎo)和捷聯(lián)式慣導(dǎo)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
圖 2.3 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)Fig.2.3 Strapdown inertial navigation system系統(tǒng)的原理如圖 2.3 所示。數(shù)據(jù)處理中心實(shí)時(shí)的采集加陣和位置矩陣的計(jì)算,從而得到運(yùn)動(dòng)載體的姿態(tài)、位置有如下主要優(yōu)點(diǎn):全球、全時(shí)間地工作于空中地球表面乃至水下。不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng),也不依賴于任何外磁干擾的影響。率高、短期精度和穩(wěn)定性好。置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù),所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連信息經(jīng)過積分而產(chǎn)生,定位誤差隨時(shí)間而逐漸增大,之前都需要一段很長(zhǎng)的初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)間。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于四元數(shù)法的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)解算[J]. 張榮輝,賈宏光,陳濤,張躍. 光學(xué)精密工程. 2008(10)
[2]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法的仿真模擬[J]. 賀娟,袁頌岳. 金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(03)
[3]組合導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 楊坤明. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[4]捷聯(lián)慣性導(dǎo)航的工程實(shí)現(xiàn)[J]. 王玫,張炎華. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(04)
[5]四階龍格—庫塔法在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)解算中的應(yīng)用[J]. 張春慧,吳簡(jiǎn)彤,何昆鵬,周雪梅. 應(yīng)用科技. 2005(06)
[6]21世紀(jì)初先進(jìn)組合中制導(dǎo)GPS/INS關(guān)鍵技術(shù)概述與展望[J]. 趙占祥,李興國(guó),婁國(guó)偉,李躍華. 飛航導(dǎo)彈. 2005(02)
[7]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)仿真器的設(shè)計(jì)[J]. 劉柱,陳勤,高偉,曹潔. 應(yīng)用科技. 2004(07)
[8]嵌入式控制技術(shù)在定位定向系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 梁俊宇,陳家斌. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2002(01)
[9]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法研究[J]. 柴衛(wèi)華,侯蕓. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2001(04)
[10]聯(lián)邦濾波信息分配新方法[J]. 劉瑞華,劉建業(yè). 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2001(02)
本文編號(hào):3602609
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