隨著科學(xué)技術(shù)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(dǎo)航定位問題吸引了全世界各國研究者的關(guān)注。目前,GPS(全球定位系統(tǒng))和SINS (捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng))是兩種常用的導(dǎo)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(jī)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(dǎo)航能力。而SINS也有著誤差隨時間遞增,需要初始對準(zhǔn)等問題。鑒于兩者的互補(bǔ)性特點,利用組合導(dǎo)航技術(shù)將二者結(jié)合,可以整體上提升導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度和導(dǎo)航性能,滿足高動態(tài)條件下的導(dǎo)航需求。在國家自然科學(xué)基金的資助下,本文主要對GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合算法進(jìn)行了一定的研究。首先,論文從組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā),詳細(xì)的介紹了幾種組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與基本原理,并在其基礎(chǔ)上完成了建模工作。在重點研究GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了其中慣導(dǎo)速度輔助GPS接收機(jī)跟蹤環(huán)路,最后提出了利用衛(wèi)星的星歷信息和慣導(dǎo)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(shè)計了一種GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)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(shù)】：116 頁

【學(xué)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(dǎo)航技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高動態(tài)GPS接收機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高動態(tài)組合導(dǎo)航技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容與篇章結(jié)構(gòu)
第2章 GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計及算法研究
    2.1 GPS/SINS松耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模型
        2.1.1 GPS/SINS松耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        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(dǎo)航系統(tǒng)建模
    2.2 GPS/SINS緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模型
        2.2.1 GPS/SINS緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.2 GPS/SINS緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)建模
    2.3 GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模型
        2.3.1 GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.3.2 GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)建模
    2.4 超緊耦合結(jié)構(gòu)中SINS速度輔助接收機(jī)環(huán)路研究
        2.4.1 SINS速度輔助的接收機(jī)環(huán)路設(shè)計
        2.4.2 基于SINS速度的多普勒頻移估計
    2.5 本章小結(jié)
第3章 超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真實驗平臺設(shè)計及選星算法研究
    3.1 超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真平臺總體框架設(shè)計
    3.2 高動態(tài)載體軌跡發(fā)生器設(shè)計
    3.3 SINS仿真器設(shè)計
        3.3.1 陀螺儀輸出數(shù)據(jù)仿真
        3.3.2 加速度計輸出數(shù)據(jù)仿真
        3.3.3 SINS仿真分析
    3.4 GPS中頻信號仿真器設(shè)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(zhì)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(jié)
第4章 GPS/SINS超緊耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)的適配非線性濾波算法研究
    4.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波與無跡卡爾曼濾波
        4.1.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波原理
        4.1.2 無跡卡爾曼濾波原理
    4.2 改進(jìn)的UKF及仿真分析
        4.2.1 UKF的改進(jìn)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(jié)
第5章 系統(tǒng)仿真及分析
    5.1 基于仿真數(shù)據(jù)的實驗驗證
    5.2 基于真實數(shù)據(jù)的實驗驗證
        5.2.1 真實數(shù)據(jù)采集
        5.2.2 實驗結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間主要科研成果



本文編號：3791667