近年來,無人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在民用,軍用等領(lǐng)域的重要性不斷增加,無人平臺(tái)的研究已經(jīng)逐漸成了為各國競爭的熱點(diǎn)之一。導(dǎo)航是無人平臺(tái)中非常重要的一環(huán),所以其搭載的無人導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性在無人平臺(tái)中起了決定性的作用。偏振光是新興起的一種導(dǎo)航方法。他利用的導(dǎo)航信息來源于自然,具有穩(wěn)定分布的特點(diǎn),在短時(shí)間內(nèi)無法人為破壞,可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定自主導(dǎo)航。但是偏振光導(dǎo)航的發(fā)展還存在一些局限性,所以為了得到一個(gè)穩(wěn)定的高精度的偏振光導(dǎo)航系統(tǒng),本文提出了一種MEMS-INS/偏振光/GNSS無縫組合導(dǎo)航系統(tǒng),主要包括無縫導(dǎo)航模型構(gòu)建、信息融合算法、無縫抗干擾建模三部分。1)導(dǎo)航模型構(gòu)建:提出了多傳感器組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型并搭建了以TX2為核心的多傳感器信息接收及處理平臺(tái),裝載于自制的無人車上進(jìn)行試驗(yàn)。2)信息融合算法:提出了一種新的非線性系統(tǒng)自適應(yīng)卡爾曼濾波器。該濾波器自適應(yīng)估計(jì)系統(tǒng)的協(xié)方差,提高了系統(tǒng)魯棒性、精度、頻率以及減少了計(jì)算量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模型具有相同的高頻和低頻導(dǎo)航精度,保證了系統(tǒng)的高頻輸出。與其他算法相比,系統(tǒng)的輸出誤差均值從4.81提升到了2.18,減少了54.7%;誤差的均方根誤差從2.83減少到了1... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

四通道仿生偏振相機(jī)Fig.1.2four-channelbionicpolarizingcamera

中北大學(xué)學(xué)位論文8標(biāo)系：1)地心地固坐標(biāo)系地心地固坐標(biāo)系(Earth-centeredEarth-fixed,ECEF)，一般簡稱地球坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的原點(diǎn)是地球的質(zhì)心。如圖2.1所示，z軸定義為地球自轉(zhuǎn)軸，北極為正，南極為負(fù)，從地心指向地球的真北極點(diǎn);x軸從地心指向赤道與IERS參考子午線(IERSreferencemeridian,IRM)，又稱協(xié)議零度子午線(conventionalzeromeridian,CZM)的交點(diǎn)(協(xié)議零度子午線上，定義經(jīng)度為00);由右手準(zhǔn)則可知，y軸從地心指向赤道與90°東經(jīng)子午線的交點(diǎn)。同ECEF用符號(hào)e表示。圖2.1地心地固坐標(biāo)系示意圖Fig.2.1schematicdiagramofgeocentricsolidcoordinatesystem2)當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系(localnavigationframe)，他是定義在地球表面的坐標(biāo)系，一般以觀察者或者被測物體的起點(diǎn)作為原點(diǎn)，坐標(biāo)軸方向一般是以地理方向東向、北向，地向定義，并且用n來表示當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系。這里按慣例，定義z軸，又稱為地向軸，大致指向地心。但是由于地球自身存在一些重力異常的地區(qū)，所以和實(shí)際的重力矢量有一定的區(qū)別。x軸垂直于z軸的平面內(nèi)，為北向軸。從載體指向北極的方向。y軸為東向軸，從載體出發(fā)，和x、z軸相互垂直，東向?yàn)檎?

中北大學(xué)學(xué)位論文9圖2.2當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系示意圖Fig.2.2schematicdiagramoflocalnavigationcoordinatesystemN坐標(biāo)系在導(dǎo)航坐標(biāo)系中具有很重要的位置，我們平時(shí)所說的導(dǎo)航信息基本都是基于n系的，所以n系的應(yīng)用很廣泛，大部分的導(dǎo)航信息也是用n系來表示。但是由于其一個(gè)軸是指向北極的，所以n系在兩極會(huì)出現(xiàn)奇異所以無法使用，兩極地區(qū)的導(dǎo)航系統(tǒng)一般都是先用別的導(dǎo)航坐標(biāo)系來替代，得到導(dǎo)航信息之后再轉(zhuǎn)化為n系。3)載體坐標(biāo)系載體坐標(biāo)系(bodyframe)，一般用符號(hào)b表示。一般情況下坐標(biāo)系的原點(diǎn)可以和n系的原點(diǎn)重合，但是和n系不一樣的是，載體坐標(biāo)系的x軸指的是載體的前進(jìn)方向；z系垂直與載體平面指向載體下方；y方向一般指的是載體前進(jìn)方向的右方向。對(duì)于載體本身來說，姿態(tài)的改變就是對(duì)應(yīng)的三軸轉(zhuǎn)動(dòng)，x軸轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致載體的橫滾角發(fā)生變化；y軸轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致載體的俯仰角發(fā)生變化；z軸轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致載體的航向角發(fā)生變化。載體坐標(biāo)系是直接坐落于載體本身的坐標(biāo)系，載體所搭載傳感器得到的信息也都是基于載體坐標(biāo)系的，通過后續(xù)的處理轉(zhuǎn)化為其他坐標(biāo)系。所以n系在導(dǎo)航中屬于基礎(chǔ)坐標(biāo)系。圖2.3載體坐標(biāo)系示意圖Fig.2.3schematicdiagramofcarriercoordinatesystem導(dǎo)航中，一個(gè)坐標(biāo)系的線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)于另外一個(gè)坐標(biāo)系而言的。導(dǎo)航中我們經(jīng)常說到的速度位置等導(dǎo)航信息，這些信息都是相對(duì)于某一個(gè)坐標(biāo)系而言得到的運(yùn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]地面無人平臺(tái)視覺導(dǎo)航定位技術(shù)研究[J]. 付夢印,宋文杰,楊毅,王美玲.  導(dǎo)航定位與授時(shí). 2019(04)
[2]基于偏振光傳感器的全姿態(tài)角解算方法研究[J]. 金仁成,孫加亮,謝林達(dá),蔚彥昭,褚金奎.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(06)
[3]強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)SRCKF的衛(wèi)星姿態(tài)確定算法[J]. 袁曉波,張超,詹銀虎.  測繪科學(xué). 2018(03)
[4]基于奇異值分解的魯棒容積卡爾曼濾波及其在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[J]. 張秋昭,張書畢,劉志平,卞和方.  控制與決策. 2014(02)
[5]仿生復(fù)眼光學(xué)偏振傳感器及其大氣偏振E矢量檢測應(yīng)用[J]. 丁宇凱,唐軍,王飛,王晨光,翟超,曹衛(wèi)達(dá),周智君,趙鵬飛,劉俊.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[6]自適應(yīng)強(qiáng)跟蹤容積卡爾曼濾波算法[J]. 趙利強(qiáng),羅達(dá)燦,王建林,于濤.  北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[7]高動(dòng)態(tài)GPS/SINS組合導(dǎo)航精確定位方法研究[J]. 李建文,郝順義.  信息與控制. 2009(03)
[8]新型仿生偏振測角傳感器及角度誤差補(bǔ)償算法[J]. 趙開春,褚金奎,張強(qiáng),王體昌.  宇航學(xué)報(bào). 2009(02)

博士論文
[1]GNSS/INS深組合導(dǎo)航理論與方法研究[D]. 陳坡.解放軍信息工程大學(xué) 2013
[2]組合導(dǎo)航系統(tǒng)多源信息融合關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 袁克非.哈爾濱工程大學(xué) 2012

碩士論文
[1]SINS/GPS組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 苗岳旺.解放軍信息工程大學(xué) 2013
[2]捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)羅經(jīng)對(duì)準(zhǔn)方法研究[D]. 王進(jìn).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[3]DSP在INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 黎玉剛.西北工業(yè)大學(xué) 2005
[4]基于DSP的SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 鐵海峰.南京理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3296690