基于GPS/INS組合導(dǎo)航的軌跡補(bǔ)償方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-19 11:48
隨著車(chē)聯(lián)網(wǎng)與智能汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展,車(chē)輛定位技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。現(xiàn)階段的車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)主要是全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System),該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)、全天候、精度高等優(yōu)點(diǎn),但在城市建筑群、隧道、林蔭密集帶等衛(wèi)星被遮蔽的環(huán)境下會(huì)受到影響,嚴(yán)重時(shí)無(wú)法定位,因此需要采用其他的定位技術(shù)輔助GPS系統(tǒng)定位。本文采用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航技術(shù)(Strapdown inertial navigation technology)輔助GPS系統(tǒng),對(duì)GPS盲區(qū)的軌跡進(jìn)行補(bǔ)償,主要的研究工作如下:本文首先介紹了車(chē)輛盲區(qū)定位的背景及意義,對(duì)現(xiàn)有的導(dǎo)航定位技術(shù)、組合導(dǎo)航定位技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)(Micro-Electro-Mechanical Systems)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究現(xiàn)狀做詳細(xì)的介紹。對(duì)于GPS系統(tǒng),主要分析了GPS系統(tǒng)工作的原理、結(jié)構(gòu)及誤差;對(duì)于慣性導(dǎo)航系統(tǒng),介紹了常用的地理參數(shù),坐標(biāo)系及坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換,分析了慣性導(dǎo)航的解算原理,并對(duì)誤差源進(jìn)行了歸納;谖闹械诙聦(duì)慣性導(dǎo)航的分析,在MATLAB環(huán)境中,完成了對(duì)軌跡和慣性器件的仿真。軌跡的仿真主要包括真值軌跡、盲區(qū)軌跡、GPS軌跡的仿真。...
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 現(xiàn)有的導(dǎo)航技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.3 MEMS傳感器的研究現(xiàn)狀
1.2.4 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 GPS與INS定位系統(tǒng)分析
2.1 GPS定位系統(tǒng)
2.1.1 GPS系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.2 GPS定位解算
2.1.3 GPS系統(tǒng)定位誤差源
2.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)
2.2.1 地理參數(shù)
2.2.2 常用坐標(biāo)系
2.2.3 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
2.2.4 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航解算
2.2.5 慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差源分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)
3.1 慣導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.1 軌跡發(fā)生器
3.1.2 慣性單元的搭建
3.1.3 慣導(dǎo)解算仿真
3.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
3.2.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差方程
3.3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)建模
3.3.1 系統(tǒng)的狀態(tài)方程
3.3.2 系統(tǒng)的量測(cè)方程
3.4 本章小結(jié)
第4章 組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合算法的研究
4.1 基于擴(kuò)展卡爾曼算法的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
4.1.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波器
4.1.2 EKF算法迭代
4.1.3 仿真的實(shí)現(xiàn)與分析
4.2 基于無(wú)跡卡爾曼濾算法的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
4.2.1 無(wú)跡卡爾曼濾波器
4.2.2 UKF算法迭代
4.2.3 仿真實(shí)現(xiàn)與分析
4.3 基于容積卡爾曼算法的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
4.3.1 容積卡爾曼濾波器
4.3.2 CKF算法迭代
4.3.3 仿真實(shí)現(xiàn)與分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]An efficiency algorithm on Gaussian mixture UKF for BDS/INS navigation system[J]. Qing Dai,Lifen Sui,Lingxuan Wang,Tian Zeng,Yuan Tian. Geodesy and Geodynamics. 2018(02)
[2]基于MEMS技術(shù)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)現(xiàn)狀[J]. 趙天賀,汪偉. 飛航導(dǎo)彈. 2017(10)
[3]基于粒子濾波方法的GPS/DR組合導(dǎo)航仿真研究[J]. 沈圓,倪福生,魏長(zhǎng)赟,謝子陽(yáng). 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2017(08)
[4]MEMS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 秦雷,謝曉瑛,李君龍. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2017(04)
[5]Efficient closed-form solution for target localization using TDOA measurements in the presence of sensor position errors[J]. Yan Leibing,Zhang Yerong,Lu Yin. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2017(04)
[6]智能化汽車(chē)后市場(chǎng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)時(shí)代綜述[J]. 肖永清. 上海節(jié)能. 2017(04)
[7]從衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展看我國(guó)北斗系統(tǒng)的后發(fā)優(yōu)勢(shì)[J]. 何若楓. 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]Influence of higher-order ionospheric delay correction on GPS precise orbit determination and precise positioning[J]. Zhimin Liu,Yangyang Li,Jinyun Guo,Fei Li. Geodesy and Geodynamics. 2016(05)
[9]上海市第五次綜合交通調(diào)查主要成果[J]. 交通與運(yùn)輸. 2015(06)
[10]道路車(chē)輛清障救援服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J]. 任春曉,黃李原,郎玉勤,尹占吉. 交通節(jié)能與環(huán)保. 2015(05)
博士論文
[1]動(dòng)態(tài)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 祁暉.吉林大學(xué) 2015
[2]車(chē)載自主定位定向系統(tǒng)研究[D]. 嚴(yán)恭敏.西北工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)城市盲區(qū)定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 杜紅陽(yáng).南京大學(xué) 2016
[2]北斗/慣性深組合系統(tǒng)矢量跟蹤環(huán)路控制的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王煥浩.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]車(chē)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)行進(jìn)間對(duì)準(zhǔn)算法研究及仿真[D]. 李志剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于MEMS慣性器件的SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 侯振環(huán).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]MEMS陀螺儀隨機(jī)漂移誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 霍元正.東南大學(xué) 2015
[6]基于CSS的高精度室內(nèi)定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊正文.湖南大學(xué) 2013
[7]基于TDOA和TOA的無(wú)線定位技術(shù)研究[D]. 黃亞萍.南京郵電大學(xué) 2012
[8]基于無(wú)線局域網(wǎng)的定位追蹤技術(shù)研究[D]. 儲(chǔ)海兵.浙江大學(xué) 2011
[9]捷聯(lián)慣導(dǎo)算法及車(chē)載組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 嚴(yán)恭敏.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3663361
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 現(xiàn)有的導(dǎo)航技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.3 MEMS傳感器的研究現(xiàn)狀
1.2.4 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 GPS與INS定位系統(tǒng)分析
2.1 GPS定位系統(tǒng)
2.1.1 GPS系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.2 GPS定位解算
2.1.3 GPS系統(tǒng)定位誤差源
2.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)
2.2.1 地理參數(shù)
2.2.2 常用坐標(biāo)系
2.2.3 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
2.2.4 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航解算
2.2.5 慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差源分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)
3.1 慣導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.1 軌跡發(fā)生器
3.1.2 慣性單元的搭建
3.1.3 慣導(dǎo)解算仿真
3.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
3.2.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差方程
3.3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)建模
3.3.1 系統(tǒng)的狀態(tài)方程
3.3.2 系統(tǒng)的量測(cè)方程
3.4 本章小結(jié)
第4章 組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合算法的研究
4.1 基于擴(kuò)展卡爾曼算法的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
4.1.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波器
4.1.2 EKF算法迭代
4.1.3 仿真的實(shí)現(xiàn)與分析
4.2 基于無(wú)跡卡爾曼濾算法的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
4.2.1 無(wú)跡卡爾曼濾波器
4.2.2 UKF算法迭代
4.2.3 仿真實(shí)現(xiàn)與分析
4.3 基于容積卡爾曼算法的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
4.3.1 容積卡爾曼濾波器
4.3.2 CKF算法迭代
4.3.3 仿真實(shí)現(xiàn)與分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]An efficiency algorithm on Gaussian mixture UKF for BDS/INS navigation system[J]. Qing Dai,Lifen Sui,Lingxuan Wang,Tian Zeng,Yuan Tian. Geodesy and Geodynamics. 2018(02)
[2]基于MEMS技術(shù)的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)現(xiàn)狀[J]. 趙天賀,汪偉. 飛航導(dǎo)彈. 2017(10)
[3]基于粒子濾波方法的GPS/DR組合導(dǎo)航仿真研究[J]. 沈圓,倪福生,魏長(zhǎng)赟,謝子陽(yáng). 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2017(08)
[4]MEMS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 秦雷,謝曉瑛,李君龍. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2017(04)
[5]Efficient closed-form solution for target localization using TDOA measurements in the presence of sensor position errors[J]. Yan Leibing,Zhang Yerong,Lu Yin. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2017(04)
[6]智能化汽車(chē)后市場(chǎng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)時(shí)代綜述[J]. 肖永清. 上海節(jié)能. 2017(04)
[7]從衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展看我國(guó)北斗系統(tǒng)的后發(fā)優(yōu)勢(shì)[J]. 何若楓. 長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]Influence of higher-order ionospheric delay correction on GPS precise orbit determination and precise positioning[J]. Zhimin Liu,Yangyang Li,Jinyun Guo,Fei Li. Geodesy and Geodynamics. 2016(05)
[9]上海市第五次綜合交通調(diào)查主要成果[J]. 交通與運(yùn)輸. 2015(06)
[10]道路車(chē)輛清障救援服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J]. 任春曉,黃李原,郎玉勤,尹占吉. 交通節(jié)能與環(huán)保. 2015(05)
博士論文
[1]動(dòng)態(tài)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 祁暉.吉林大學(xué) 2015
[2]車(chē)載自主定位定向系統(tǒng)研究[D]. 嚴(yán)恭敏.西北工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)城市盲區(qū)定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 杜紅陽(yáng).南京大學(xué) 2016
[2]北斗/慣性深組合系統(tǒng)矢量跟蹤環(huán)路控制的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王煥浩.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]車(chē)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)行進(jìn)間對(duì)準(zhǔn)算法研究及仿真[D]. 李志剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于MEMS慣性器件的SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 侯振環(huán).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]MEMS陀螺儀隨機(jī)漂移誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 霍元正.東南大學(xué) 2015
[6]基于CSS的高精度室內(nèi)定位技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊正文.湖南大學(xué) 2013
[7]基于TDOA和TOA的無(wú)線定位技術(shù)研究[D]. 黃亞萍.南京郵電大學(xué) 2012
[8]基于無(wú)線局域網(wǎng)的定位追蹤技術(shù)研究[D]. 儲(chǔ)海兵.浙江大學(xué) 2011
[9]捷聯(lián)慣導(dǎo)算法及車(chē)載組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 嚴(yán)恭敏.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3663361
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