捷聯(lián)慣導系統(tǒng)（SINS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）有很強的互補性,利用組合導航技術將SINS與GPS進行信息融合,能發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢,SINS/GPS組合導航是目前導航技術領域內的主要研究內容。本文以自設計的低成本MEMS的IMU和導航計算機為實驗對象,對SINS/GPS組合導航捷聯(lián)算法進行了研究。首先,根據(jù)SINS的工作原理及各常用坐標系之間的變換關系,推導了以東、北、天坐標系為導航坐標系的SINS姿態(tài)、SINS速度和位置更新方程,在此基礎上又推導了 SINS速度和位置誤差方程,并對動態(tài)情況下SINS速度和位置誤差進行Matlab仿真,仿真結果表明SINS速度、位置誤差隨時間不斷積累。然后介紹了 GPS的工作原理,對GPS單點定位進行Matlab仿真,仿真結果表明GPS誤差不會隨時間積累,長期定位精度更佳,證明了 SINS與GPS有良好的互補性。其次,對SINS的算法進行了改進。在傳統(tǒng)的SINS圓錐誤差補償算法和劃船誤差補償算法的基礎上,以三子樣為例,提出了一種重疊式采樣方式,利用圓錐效應和劃船效應的對偶性原則,對圓錐誤差補償算法和劃船誤差補償算法進行了改進,對改進后的補償算法與傳統(tǒng)... 

【文章來源】：沈陽理工大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)
        1.2.2 SINS/GPS組合導航技術
        1.2.3 SNS/GPS組合導航數(shù)據(jù)處理方法
    1.3 論文的主要研究內容和工作安排
第2章 SINS/GPS組合導航系統(tǒng)理論基礎
    2.1 地球橢球模型
    2.2 常用坐標系
    2.3 不同坐標系之間的轉換關系
    2.4 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)SINS
        2.4.1 SINS姿態(tài)更新算法
        2.4.2 SINS速度與位置更新算法
        2.4.3 SINS速度與位置誤差
        2.4.4 SINS速度與位置誤差仿真
    2.5 全球定位系統(tǒng)GPS
        2.5.1 GPS系統(tǒng)組成
        2.5.2 GPS定位原理
        2.5.3 GPS單點定位仿真
    2.6 SINS/GPS基本組合模式
    2.7 本章小結
第3章 SINS誤差補償算法的改進
    3.1 引言
    3.2 圓錐誤差算法
        3.2.1 圓錐效應產生的機理
        3.2.2 圓錐誤差的補償算法
        3.2.3 一種改進的圓錐誤差補償算法
    3.3 劃船誤差算法
        3.3.1 劃船效應產生的機理
        3.3.2 劃船誤差的補償算法
        3.3.3 一種改進的劃船誤差補償算法
    3.4 本章小結
第4章 SINS/GPS組合系統(tǒng)的技術研究
    4.1 引言
    4.2 SNS/GPS組合導航系統(tǒng)原理
    4.3 Kalman濾波技術
        4.3.1 Kalman濾波方程
        4.3.2 擴展Kalman濾波EKF算法
        4.3.3 無跡Kalman濾波UKF算法
        4.3.4 輸出校正和反饋校正
    4.4 SINS/GPS多源誤差建模
        4.4.1 慣性器件的誤差模型
        4.4.2 SINS系統(tǒng)誤差模型
        4.4.3 SNS和GPS空間桿臂誤差模型
        4.4.4 SINS和GPS時間不同步誤差模型
    4.5 SINS/GPS組合導航系統(tǒng)Kalman濾波器設計
        4.5.1 建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程
        4.5.2 建立系統(tǒng)的量測方程
    4.6 SINS/GPS松組合濾波仿真
    4.7 本章小結
第5章 SINS/GPS組合導航系統(tǒng)的工程實現(xiàn)及結果分析
    5.1 引言
    5.2 SINS/GPS組合導航硬件設計
        5.2.1 慣性測量單元IMU
        5.2.2 GPS接收機
        5.2.3 導航計算機
    5.3 SINS/GPS組合導航軟件設計
        5.3.1 系統(tǒng)初始化
        5.3.2 誤差補償程序
        5.3.3 SINS參數(shù)解算程序
        5.3.4 GPS數(shù)據(jù)處理程序
        5.3.5 SINS/GPS組合濾波程序
    5.4 RTS平滑濾波在SINS/GPS組合系統(tǒng)中的應用
        5.4.1 最優(yōu)平滑濾波理論
        5.4.2 RTS平滑算法
        5.4.3 實測數(shù)據(jù)分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3056913