本文選題：車載定位定向 + 捷聯(lián)導(dǎo)航算法��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：車載定位定向技術(shù)是陸基導(dǎo)航上的關(guān)鍵技術(shù),通過車上導(dǎo)航系統(tǒng)在載車運(yùn)載中精確提供運(yùn)載體的地理位置信息及方位角信息,為載體運(yùn)動(dòng)提供參考基準(zhǔn)。高精度的車載定位定向系統(tǒng)為載車的高機(jī)動(dòng)性提供保證,已然成為各國陸軍軍備重要一環(huán)。捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)位置誤差的發(fā)散等問題,因而需要通過算法或者通過組合導(dǎo)航進(jìn)行修正,實(shí)現(xiàn)較高的導(dǎo)航精度。主要研究工作為:首先,針對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)算法進(jìn)行研究。首先定義了本文中應(yīng)用的坐標(biāo)系定義并對(duì)相互轉(zhuǎn)換關(guān)系作了探討,之后分別分析了捷聯(lián)慣導(dǎo)姿態(tài)更新算法的等效旋轉(zhuǎn)矢量算法及其圓錐運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的優(yōu)化算法、捷聯(lián)慣導(dǎo)速度更新算法及其劃船效應(yīng)補(bǔ)償算法、捷聯(lián)慣導(dǎo)位置更新算法,構(gòu)成整個(gè)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航更新算法部分;其次,研究捷聯(lián)慣性組件的標(biāo)定技術(shù),首先闡述了加速度計(jì)和陀螺儀的標(biāo)定原理,然后針對(duì)加速度計(jì)組件安裝矩陣及零偏進(jìn)行十二位置試驗(yàn)法測(cè)試試驗(yàn),針對(duì)陀螺儀組件安裝矩陣及零偏進(jìn)行角位置法標(biāo)定試驗(yàn),為導(dǎo)航系統(tǒng)提供必要的參數(shù)數(shù)據(jù);第三,進(jìn)行了捷聯(lián)慣組初始對(duì)準(zhǔn)方法的研究,將平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)的羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)算法移植到捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中,構(gòu)建了捷聯(lián)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)回路,采用基于逆向捷聯(lián)算法和逆向羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的快速羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)算法,對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)挖掘,在保證精度的基礎(chǔ)上,縮短了對(duì)準(zhǔn)時(shí)間,完成了車載定向定位系統(tǒng)捷聯(lián)子系統(tǒng)初始矩陣的確定;第四,論述捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差分析和修正,推導(dǎo)了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差方程,針對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置誤差發(fā)散問題,設(shè)計(jì)了基于卡爾曼濾波器的零速修正和GPS/SINS組合導(dǎo)航卡爾曼濾波器,對(duì)發(fā)散的位置誤差進(jìn)行抑制;最后,編寫GPS接收機(jī)的配置和接收軟件,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室導(dǎo)航試驗(yàn)和跑車導(dǎo)航試驗(yàn),對(duì)本文的導(dǎo)航算法進(jìn)行驗(yàn)證。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于自主設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了標(biāo)定、對(duì)準(zhǔn)、導(dǎo)航算法、誤差修正為一體的導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì),獨(dú)立編寫了基于VC的GPS導(dǎo)航的數(shù)據(jù)采集程序,構(gòu)建了高精度的車載定位定向系統(tǒng)體系。
[Abstract]:The vehicle positioning and orientation technology is the key technology of land based navigation. Through the navigation system on the vehicle, the location information and azimuth information of the carrier are provided accurately. The high precision vehicle positioning and orientation system provides a guarantee for the high mobility of the vehicle. It has already become the Army Armament of all countries. The main research work is: first, to study the sins algorithm. First, the definition of the coordinate system used in this paper is defined and the phase is defined. The mutual conversion relationship is discussed. Then, the equivalent rotation vector algorithm of SINS Attitude Updating Algorithm and the optimization algorithm under conical motion are analyzed respectively. The sins speed updating algorithm and its rowing effect compensation algorithm and the sins position updating algorithm constitute the navigation updating algorithm part of the whole strapdown inertial navigation system. Secondly, the calibration technology of strapdown inertial components is studied. First, the calibration principle of accelerometers and gyroscopes is expounded. Then, the twelve position test test is carried out for the installation matrix and zero bias of the accelerometer component, and the calibration test of the gyroscope component installation matrix and zero bias is carried out to provide the necessary reference for the navigation system. Third, the initial alignment method of strapdown inertial navigation system is studied, the compass alignment algorithm of the platform inertial navigation system is transplanted into the strapdown inertial navigation system, the alignment loop of the strapdown compass is constructed, and the fast compass alignment algorithm based on the reverse strapdown algorithm and the reverse compass alignment is used, and the experimental data are repeatedly excavated to ensure the precision. On the basis of the degree, the alignment time is shortened, and the initial matrix of the strapdown subsystem of the vehicle orientation positioning system is determined. Fourth, the error analysis and correction of the sins are discussed and the error equation of the sins is derived. The zero error divergence problem of the sins is designed based on the Calman filter. The speed correction and GPS/SINS integrated navigation Calman filter can suppress the divergent position error. Finally, the configuration and receiving software of the GPS receiver are written, the laboratory navigation test and the sports vehicle navigation test are carried out. The navigation algorithm of this paper is verified. The main new point of this paper is the independent design and implementation of calibration, alignment and guidance. The navigation system is designed for navigation algorithm and error correction. A data acquisition program based on VC based GPS navigation is compiled independently, and a high precision vehicle positioning and orientation system system is constructed.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.67

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本文編號(hào)：1933979