針對SINS信息輔助的GPS/SINS超緊組合形式,為減小GPS內(nèi)部載波環(huán)路的跟蹤帶寬,提升環(huán)路的動態(tài)性和抗干擾能力,本文提出基于GPS/SINS緊組合系統(tǒng)精確估計多普勒頻移的方法。在提高導(dǎo)航系統(tǒng)精度的基礎(chǔ)上,通過緊組合系統(tǒng)的高精度導(dǎo)航性能計算GPS信號的多普勒頻移,并對其中的隨機誤差進行ARMA建模估計,完成多普勒頻移的精確估計。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）分析推導(dǎo)SINS工作原理,建立SINS誤差方程,并對SINS導(dǎo)航算法進行仿真驗證,著重對SINS初始對準(zhǔn)進行實際數(shù)據(jù)的驗證分析。研究GPS導(dǎo)航定位測速原理,通過采集真實GPS數(shù)據(jù),完成GPS定位和測速實驗,驗證其正確性。（2）分析推導(dǎo)GPS/SINS組合導(dǎo)航的濾波算法,根據(jù)GPS/SINS組合深度的不同,分別建立松組合與緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的模型,以及對應(yīng)的信息融合算法,并通過靜態(tài)半物理仿真實驗進行對比驗證。（3）分析GPS中多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因,建立GPS多普勒估計模型,由此推導(dǎo)出緊組合系統(tǒng)估計的多普勒誤差模型。在緊組合系統(tǒng)估計多普勒頻移的基礎(chǔ)上,對其中存在的隨機誤差進行ARMA建模,完成多普勒頻移的精確估計。本文通過戶外跑車實驗收集... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１超緊組合對ＧＰＳ環(huán)路的輔助??超緊組合需要利用ＳＩＮＳ信息估計的多普勒頻移，來輔助ＧＰＳ接收機載波環(huán)路中??

當(dāng)前對ＧＰＳ／ＳＩＮＳ組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究己經(jīng)日趨成熟，為了滿足不同的導(dǎo)航應(yīng)用需??求，根據(jù)ＧＰＳ接收機與ＳＩＮＳ的組合深度，可以將其分為松組合、緊組合和超緊組合三??種模式［１２］。三者分別在定位域、觀測量域和導(dǎo)航器件結(jié)構(gòu)層面實現(xiàn)信息融合，如圖１．２??所示。??ＧＰＳ?又?７??１??天線ｊ?環(huán)路輔助??—？！捕獲環(huán)路跟蹤環(huán)路＾ｘ??１?前端?ｐｉ＿＿＿ｒｎ＿＿＿＼?超緊??偽距、緊組???偽距率?＇?ＧＰＳ／ＳＩＮＳ?Ｐ?Ｈ??／?組合導(dǎo)航??士?松組濾波器??導(dǎo)航解算＾＾????Ｐｙ?Ａ??ＩＭＵ??？?ＳＩＮＳ解算?＾?？???１??ＳＩＮＳ誤差修正??圖１．２?ＧＰＳ／ＳＩＮＳ組合導(dǎo)航系統(tǒng)模式示意圖??超緊組合通常在ＧＰＳ接收機內(nèi)部結(jié)構(gòu)層面上實現(xiàn)組合，將ＧＰＳ跟蹤環(huán)路中的／、０??信號與ＳＩＮＳ輸出的導(dǎo)航信息相融合，并利用修正后的導(dǎo)航信息輔助ＧＰＳ跟蹤環(huán)路。超??緊組合提高了跟蹤環(huán)的動態(tài)跟蹤性能，有效降低了載波環(huán)的噪聲帶寬，從而提高了載波??環(huán)和碼環(huán)的跟蹤精度，然而其實現(xiàn)較為復(fù)雜［１３］。??松組合直接將ＧＰＳ和ＳＩＮＳ在定位域（位置、速度）層面進行組合，對ＳＩＮＳ的長時??間工作積累的導(dǎo)航誤差進行修正。松組合系統(tǒng)增強了導(dǎo)航系統(tǒng)可靠性，提高了導(dǎo)航精度，??但這種結(jié)構(gòu)一般要求ＧＰＳ同時成功觀測到４顆以上的衛(wèi)星，因此限制了松組合系統(tǒng)的??應(yīng)用范圍［１４］。??緊組合則是根據(jù)衛(wèi)星的星歷

圖２．１?？系到６系的轉(zhuǎn)動示意圖??述三次轉(zhuǎn)動，分別對應(yīng)三個轉(zhuǎn)換矩陣，即??ｃｏｓｙ／?－ｓｉｎｉ／／?０?１０?０?ｃｏｓ／?０?－ｓｉｎ／???－ｓｉｎ＾?ｃｏｓ＾?０?，Ｃ，２?＝?０?ｃｏｓ沒?ｓｉｎ６?，Ｃｂ２?＝?０?１０??０?０?１?０?－ｓｉｎ?汐?ｃｏｓ?汐?ｓｉｎ＾?０?ｃｏｓ，??三個矩陣依次相乘，可得由〃系到６系的轉(zhuǎn)動矩陣：??ｃｏｓ／?０?一?ｓｉｎ／?１?０?０?ｃｏｓ（／／?－ｓｉｎｉ／／?０??＼Ｃ］Ｃ＼?－?０?１?０?？?０?ｃｏｓ９?ｓｉｎ０?？－ｓｉｎ?ｖ?ｃｏｓｙ?０ｓｉｎ／?０?ｃｏｓ?／?０?－ｓｉｎ＾?ｃｏｓ?汐?０?０?１??得：??ｃｏｓ?ｙ?ｃｏｓ?＾?＋?ｓｉｎ?／?ｓｉｎ?ｙ／?ｓｉｎ?６?一?ｃｏｓ?ｙ?ｓｉｎ?ｙ?＋?ｓｉｎ?／?ｃｏｓ?ｙ?ｓｉｎ?０?－ｓｉｎ／ｃｏｓ?＾ｓｉｎ?＾?ｃｏｓ＾?ｃｏｓｙ／?ｃｏｓ?６?ｓｉｎ＾ｓｉｎ?ｙ?ｃｏｓ?ｙ／?－?ｃｏｓ?／?ｓｉｎ?＼／／?ｓｉｎ?６?－?ｓｉｎ?＾?ｓｉｎ?＾?－?ｃｏｓ?Ｘ?ｃｏｓ?＼ｊ／?ｓｉｎ?９?ｃｏｓ／ｃｏｓ?＾系到６系的轉(zhuǎn)動過程中坐標(biāo)系的三個軸始終保持相互垂直，所以ｃ？６義姿態(tài)矩陣即??ｃｏｓ?ｙ?ｃｏｓ?＾?＋?ｓｉｎ?７?ｓｉｎ?ｙ／?ｓｉｎ?６?ｓｉｎ?＜／／?ｃｏｓ?９?ｓｉｎ?ｙ?ｃｏｓ?＼ｊ／?－?ｃｏｓ?／?ｓｉｎ?ｙ／?ｓｉｎ?６??

【參考文獻】：
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本文編號：3126747