發(fā)布時(shí)間：2022-12-07 05:52

　　隨著信息和導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地掌握載體的運(yùn)動(dòng)信息變得尤為重要。載體的姿態(tài)信息（偏航、俯仰、橫滾）在航空航天中的飛行器件、在海上航行的輪船、以及在陸地上行駛的汽車等中都是重要的輸出參數(shù)之一。如何準(zhǔn)確地獲得運(yùn)動(dòng)載體的姿態(tài)信息也是研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。論文以GPS/INS組合測姿系統(tǒng)為研究對象,首先對GPS/INS組合測姿系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析,并詳細(xì)地介紹了組合測姿基本原理和測姿方法,為下文的研究做好理論基礎(chǔ)。分析測姿誤差來源,推導(dǎo)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差模型。對卡爾曼濾波理論進(jìn)行研究學(xué)習(xí),再此基礎(chǔ)上提出了基于單天線GPS/INS組合測姿和基于雙天線GPS/INS組合測姿兩種方案。重點(diǎn)對雙天線GPS/INS測姿方法進(jìn)行了研究,根據(jù)實(shí)際情況建立了卡爾曼濾波的誤差狀態(tài)方程和觀測方程�？紤]在GPS/INS組合測姿系統(tǒng)中,將兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合及解決系統(tǒng)中的非線性問題是最為關(guān)鍵的技術(shù),因此在常規(guī)濾波的基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的卡爾曼濾波算法（UKF）,構(gòu)建了基于UKF算法的聯(lián)合卡爾曼濾波器,對各個(gè)子系統(tǒng)的濾波器和主濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì),建立了GPS/INS組合測姿系統(tǒng)的狀態(tài)方程和觀測方程。最后,做了兩組實(shí)驗(yàn)對組合... 

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 導(dǎo)航及導(dǎo)航系統(tǒng)
    1.2 課題的國內(nèi)外研究概況
        1.2.1 GPS、姿態(tài)測量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
        1.2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、姿態(tài)測量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
        1.2.3 組合導(dǎo)航測姿技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 課題研究的背景和意義
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 GPS/INS姿態(tài)測量的基本原理
    2.1 引言
    2.2 基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測量原理研究
        2.2.1 姿態(tài)角定義
        2.2.2 捷聯(lián)導(dǎo)航測姿基本原理
        2.2.3 姿態(tài)角解算方法
    2.3 基于GPS系統(tǒng)的姿態(tài)測量原理研究
        2.3.1 GPS系統(tǒng)的構(gòu)成
        2.3.2 GPS量測的基本原理
        2.3.3 姿態(tài)測量方法
        2.3.4 測姿精度分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 GPS/INS組合測姿系統(tǒng)姿態(tài)誤差建模
    3.1 引言
    3.2 姿態(tài)測試中的坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.2.1 常用坐標(biāo)系
        3.2.2 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
    3.3 慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)誤差分析
        3.3.1 確定性誤差
        3.3.2 慣性器件誤差
    3.4 GPS測姿誤差分析
    3.5 GPS/INS測姿系統(tǒng)的組合模式及校正方法
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于GPS/INS組合測姿方案設(shè)計(jì)
    4.1 姿態(tài)測量總體方案概述
    4.2 Kalman濾波理論基本概述
        4.2.1 常規(guī)卡爾曼濾波方程
        4.2.2 非線性卡爾曼濾波
        4.2.3 聯(lián)合卡爾曼濾波
    4.3 基于單天線GPS/INS組合測姿設(shè)計(jì)
        4.3.1 組合速度估計(jì)加速度
        4.3.2 測姿系統(tǒng)狀態(tài)方程和觀測方程的建立
    4.4 基于雙天線GPS/INS組合測姿系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.4.1 測姿系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
        4.4.2 測姿系統(tǒng)的觀測方程的建立
        4.4.3 基于UKF的聯(lián)合卡爾曼濾波器測姿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證及分析
    5.1 組合測姿系統(tǒng)平臺介紹
    5.2 單天線GPS/INS組合測姿轉(zhuǎn)臺實(shí)驗(yàn)
    5.3 雙天線GPS/INS組合測姿實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 GPS靜態(tài)實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 跑車實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]光纖陀螺隨機(jī)漂移的建模與實(shí)時(shí)濾波方法[J]. 劉鑫,喬彥峰.  黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[3]附加方位約束的GPS/INS組合系統(tǒng)選權(quán)自適應(yīng)卡爾曼濾波[J]. 柴艷菊,歐吉坤,袁運(yùn)斌,陽仁貴,鐘世明,王海濤.  測繪學(xué)報(bào). 2011(04)
[4]單天線GPS姿態(tài)測量系統(tǒng)在制導(dǎo)火箭中的應(yīng)用[J]. 丁傳炳,王良明,鄭翠翠.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
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[6]組合導(dǎo)航系統(tǒng)新息自適應(yīng)卡爾曼濾波算法[J]. 卞鴻巍,金志華,王俊璞,田蔚風(fēng).  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[7]基于GPS的三維因特網(wǎng)超文本信息系統(tǒng)的研究[J]. 袁雪松.  大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(04)
[8]全球定位系統(tǒng)及其在工程測量中設(shè)計(jì)應(yīng)用[J]. 李勇.  中國科技信息. 2005(13)
[9]采用卡爾曼濾波器的GPS/INS姿態(tài)組合系統(tǒng)的研究[J]. 王惠南,吳智博.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2000(03)
[10]GPS技術(shù)、慣性導(dǎo)航技術(shù)和組合導(dǎo)航技術(shù)在汽車導(dǎo)航中的應(yīng)用[J]. 方珉,劉星榮.  汽車技術(shù). 2000(05)

博士論文
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碩士論文
[1]高性能彈載INS/GPS組合導(dǎo)航濾波方法研究[D]. 陳翔銘.上海交通大學(xué) 2013
[2]基于雙天線GPS/INS組合測向技術(shù)研究[D]. 李墨.重慶大學(xué) 2012
[3]基于GPSSINS組合的車載導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 王冰.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[4]GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究[D]. 劉培偉.長春工業(yè)大學(xué) 2010
[5]高動(dòng)態(tài)GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 王朋輝.南京航空航天大學(xué) 2010
[6]基于UKF的車載GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波算法研究[D]. 石連東.東北大學(xué) 2009
[7]微小型SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 王巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[8]水下滑翔機(jī)GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 黃海洋.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[9]卡爾曼濾波在信息融合理論中的應(yīng)用[D]. 李鵬.西安電子科技大學(xué) 2008
[10]低成本SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究[D]. 張文.南京理工大學(xué) 2006



本文編號：3712349