現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中精確制導(dǎo)武器發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,然而在日益復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下精確制導(dǎo)武器經(jīng)常面臨高動(dòng)態(tài)、弱信號(hào)以及強(qiáng)干擾等不利因素。為了進(jìn)一步提高導(dǎo)航系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的綜合性能,在衛(wèi)星導(dǎo)航的基礎(chǔ)上引入慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合已成為未來(lái)的發(fā)展方向。本文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目為研究背景,以GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象,包括導(dǎo)航算法的研究與原理樣機(jī)的軟、硬件設(shè)計(jì)。論文的主要內(nèi)容包括:(1)對(duì)GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的GNSS、SINS系統(tǒng)進(jìn)行分析;對(duì)衛(wèi)星信息處理及捷聯(lián)慣性導(dǎo)航解算的程序流程進(jìn)行設(shè)計(jì);對(duì)不同組合模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比,從中選擇合適的組合模式。(2)對(duì)超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的組合濾波器進(jìn)行研究,其中包括系統(tǒng)的誤差建模、濾波器設(shè)計(jì)等;針對(duì)組合導(dǎo)航濾波器中,數(shù)據(jù)通訊延時(shí)帶來(lái)的估計(jì)誤差滯后問(wèn)題,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)同步以及基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的誤差遞推校正方法,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。(3)針對(duì)高動(dòng)態(tài)下的環(huán)境,對(duì)基于慣性信息輔助的GNSS接收機(jī)技術(shù)進(jìn)行了研究,包括利用慣性信息輔助GNSS接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的快速捕獲;通過(guò)外部注入星歷及慣性信息來(lái)輔助接收機(jī)實(shí)現(xiàn)快速熱啟動(dòng);以及利用慣性信息輔助...

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 GNSS/SINS技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
2 導(dǎo)航基本原理
    2.1 導(dǎo)航系統(tǒng)中常用坐標(biāo)系
        2.1.1 坐標(biāo)系的定義
        2.1.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
    2.2 GNSS理論基礎(chǔ)
        2.2.1 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)組成
        2.2.2 GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 GPS導(dǎo)航原理
        2.2.4 衛(wèi)星信息處理程序設(shè)計(jì)
    2.3 SINS理論基礎(chǔ)
        2.3.1 SINS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.3.2 姿態(tài)解算算法
        2.3.3 速度解算算法
        2.3.4 位置解算算法
        2.3.5 捷聯(lián)慣性導(dǎo)航解算程序設(shè)計(jì)
    2.4 GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)分析
        2.4.1 集中式GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)
        2.4.2 分布式GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)
        2.4.3 不同組合模式特點(diǎn)
    2.5 本章小結(jié)
3 GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 GNSS誤差模型
        3.1.1 衛(wèi)星時(shí)鐘誤差及修正
        3.1.2 衛(wèi)星星歷誤差及修正
        3.1.3 電離層延遲誤差及修正
        3.1.4 對(duì)流層延遲誤差及修正
        3.1.5 GNSS系統(tǒng)誤差建模
    3.2 SINS系統(tǒng)誤差模型
        3.2.1 慣性器件誤差模型
        3.2.2 姿態(tài)角誤差模型
        3.2.3 速度誤差模型
        3.2.4 位置誤差模型
    3.3 超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波器設(shè)計(jì)
        3.3.1 系統(tǒng)狀態(tài)方程
        3.3.2 系統(tǒng)觀測(cè)方程
        3.3.3 系統(tǒng)的離散化及卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)
        3.3.4 超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間同步及誤差校正
    3.4 試驗(yàn)分析
    3.5 本章小節(jié)
4 基于慣性信息輔助的GNSS接收機(jī)技術(shù)研究
    4.1 基于慣性信息輔助的GNSS信號(hào)捕獲技術(shù)
        4.1.1 GNSS信號(hào)的三維搜索方式
        4.1.2 GNSS信號(hào)時(shí)域捕獲算法
        4.1.3 慣性信息輔助GNSS信號(hào)捕獲算法
        4.1.4 試驗(yàn)分析
    4.2 基于慣性信息輔助的初始定位技術(shù)
        4.2.1 GNSS接收機(jī)的啟動(dòng)方式
        4.2.2 熱啟動(dòng)首次定位分析
        4.2.3 SINS輔助GNSS接收機(jī)的快速熱啟動(dòng)
        4.2.4 試驗(yàn)分析
    4.3 基于慣性信息輔助的GNSS信號(hào)跟蹤技術(shù)
        4.3.1 GNSS接收機(jī)跟蹤環(huán)路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.2 慣性輔助跟蹤環(huán)路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.3 基于IMU輔助的載波跟蹤環(huán)路數(shù)學(xué)模型
        4.3.4 慣性輔助信息精度對(duì)跟蹤環(huán)路的影響
        4.3.5 試驗(yàn)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
    5.1 GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案
    5.2 導(dǎo)航系統(tǒng)主要器件選擇
        5.2.1 射頻模塊
        5.2.2 慣性傳感器
        5.2.3 DSP芯片選型
        5.2.4 FPGA芯片選型
    5.3 射頻電路設(shè)計(jì)
        5.3.1 射頻前端結(jié)構(gòu)
        5.3.2 MAX2769配置方式及電路設(shè)計(jì)
        5.3.3 射頻電路測(cè)試
    5.4 數(shù)據(jù)處理單元的電路設(shè)計(jì)
        5.4.1 DSP與FPGA的之間的通信
        5.4.2 DSP與慣性測(cè)量單元的通信
        5.4.3 DSP與上位機(jī)間的通信
    5.5 超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
        5.5.1 系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)
        5.5.2 DSP軟件設(shè)計(jì)
        5.5.3 FPGA軟件設(shè)計(jì)
    5.6 系統(tǒng)初始化
        5.6.1 DSP初始化
        5.6.2 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊初始化
        5.6.3 中斷模塊初始化
        5.6.4 MAX2769初始化
    5.7 本章小結(jié)
6 GNSS/SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)試驗(yàn)與分析
    6.1 GNSS模塊試驗(yàn)
    6.2 靜態(tài)試驗(yàn)
    6.3 實(shí)際跑車試驗(yàn)
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3986186