隨著科學技術的不斷發(fā)展,各種高速及高動態(tài)的飛行器層出不窮,如何更好的解決高動態(tài)條件下的飛行器導航定位問題吸引了全世界各國研究者的關注。目前,GPS(全球定位系統(tǒng))和SINS (捷聯慣性導航系統(tǒng))是兩種常用的導航系統(tǒng)。但GPS抗干擾能力較差,在高動態(tài)環(huán)境中,接收機的跟蹤環(huán)路受到多普勒頻移及多普勒頻移率的影響,容易失鎖而失去導航能力。而SINS也有著誤差隨時間遞增,需要初始對準等問題。鑒于兩者的互補性特點,利用組合導航技術將二者結合,可以整體上提升導航系統(tǒng)的導航精度和導航性能,滿足高動態(tài)條件下的導航需求。在國家自然科學基金的資助下,本文主要對GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)的信息融合算法進行了一定的研究。首先,論文從組合導航系統(tǒng)的結構出發(fā),詳細的介紹了幾種組合導航系統(tǒng)的結構與基本原理,并在其基礎上完成了建模工作。在重點研究GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)的基礎上,設計了其中慣導速度輔助GPS接收機跟蹤環(huán)路,最后提出了利用衛(wèi)星的星歷信息和慣導所輸出的位置、速度信息估計多普勒頻移的算法。接下來本文設計了一種GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)的的仿真系統(tǒng)框架,開發(fā)了軌跡的發(fā)生器、SIN...

【文章頁數】：116 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 課題意義
    1.2 高動態(tài)導航技術國內外研究現狀
        1.2.1 高動態(tài)GPS接收機國內外研究現狀
        1.2.2 高動態(tài)組合導航技術國內外研究現狀
    1.3 論文主要內容與篇章結構
第2章 GPS/SINS組合導航系統(tǒng)設計及算法研究
    2.1 GPS/SINS松耦合組合導航系統(tǒng)結構及模型
        2.1.1 GPS/SINS松耦合組合導航系統(tǒng)結構
        2.1.2 GPS的誤差建模
        2.1.3 SINS的誤差建模
        2.1.4 GPS/SINS松耦合組合導航系統(tǒng)建模
    2.2 GPS/SINS緊耦合組合導航系統(tǒng)結構及模型
        2.2.1 GPS/SINS緊耦合組合導航系統(tǒng)結構
        2.2.2 GPS/SINS緊耦合組合導航系統(tǒng)建模
    2.3 GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)結構及模型
        2.3.1 GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)結構
        2.3.2 GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)建模
    2.4 超緊耦合結構中SINS速度輔助接收機環(huán)路研究
        2.4.1 SINS速度輔助的接收機環(huán)路設計
        2.4.2 基于SINS速度的多普勒頻移估計
    2.5 本章小結
第3章 超緊耦合組合導航系統(tǒng)的仿真實驗平臺設計及選星算法研究
    3.1 超緊組合導航系統(tǒng)仿真平臺總體框架設計
    3.2 高動態(tài)載體軌跡發(fā)生器設計
    3.3 SINS仿真器設計
        3.3.1 陀螺儀輸出數據仿真
        3.3.2 加速度計輸出數據仿真
        3.3.3 SINS仿真分析
    3.4 GPS中頻信號仿真器設計
        3.4.1 GPS中頻信號模擬
        3.4.2 GPS中頻信號仿真分析
    3.5 GPS的選星算法研究
        3.5.1 星的仰角及信號質量選擇
        3.5.2 基于模糊算法的衛(wèi)星幾何分布選擇
        3.5.3 算法的仿真分析
    3.6 本章小結
第4章 GPS/SINS超緊耦合組合導航系統(tǒng)的適配非線性濾波算法研究
    4.1 擴展卡爾曼濾波與無跡卡爾曼濾波
        4.1.1 擴展卡爾曼濾波原理
        4.1.2 無跡卡爾曼濾波原理
    4.2 改進的UKF及仿真分析
        4.2.1 UKF的改進算法
        4.2.2 仿真分析
    4.3 粒子濾波與UPF算法
        4.3.1 粒子濾波原理
        4.3.2 UPF算法
    4.4 算法的仿真分析
    4.5 本章小結
第5章 系統(tǒng)仿真及分析
    5.1 基于仿真數據的實驗驗證
    5.2 基于真實數據的實驗驗證
        5.2.1 真實數據采集
        5.2.2 實驗結果分析
    5.3 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間主要科研成果



本文編號：3791667