高动态环境下GNSS/INS深组合自适应滤波技术的研究
发布时间：2021-03-03 06:59
GNSS/INS深组合通过接收机跟踪环路或导航解算信息与INS测量信息进行数据融合,完成INS测量误差的修正,且采用INS多普勒信息辅助GNSS接收机,提升GNSS接收机在高动态下对卫星信号稳定跟踪和快速捕获的性能,提高系统抗干扰能力,有效解决抗干扰与动态跟踪性能之间的矛盾。因此,GNSS/INS深组合技术及系统已经在美国和欧洲等国家的高动态场景得到了应用,而在国内却还停留在实验室样机研制和数值验证阶段。在GNSS/INS深组合系统中,GNSS接收机基带信号稳定跟踪能力和组合导航滤波精度是影响深组合系统精度乃至整体性能的最为关键的技术。针对于此,本论文主要目标是设计高性能的GNSS/INS深组合滤波算法,解决高动态时变噪声下系统组合算法的稳健性问题。课题围绕高性能GNSS/IINS深组合滤波算法的设计与仿真,首先构建了GNSS/INS深组合仿真平台,给深组合算法的设计奠定仿真、验证和优选的基础;其次,开展了 GNSS/INS深组合结构与数学模型研究、经典非线性滤波算法在GNSS/INS深组合中的适应性研究、高动态下GNSS/INS深组合预滤波器和组合导航自适应滤波器设计与仿真这四项工作...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．丨松组合结构示意图??
由于松、紧组合都没有利用组合导航结果或ＩＮＳ信息去辅助ＧＮＳＳ接收机基带捕获??或跟踪卫星信号，其ＧＮＳＳ接收机始终保持独立，组合系统中ＧＮＳＳ接收机的抗干扰和??动态跟踪能力并没有得到改善，因此，在高动态下ＧＮＳＳ接收机易丢星和失锁，严重??影响组合系统的导航精度。??图１．３为深组合结构示意。从图中可知，深组合在利用接收机跟踪环路相关器或鉴??别器输出信息（或伪距与伪距率）与ＩＮＳ测量信息进行数据融合，修正ＩＮＳ测量误差的??同时，还采用ＩＮＳ信息辅助ＧＮＳＳ接收机基带快速捕获和跟踪卫星信号，以提升高动态??环境下ＧＮＳＳ接收机对卫星信号的稳定跟踪及捕获性能，减小环路等效带宽，提高??ＧＮＳＳ接收机抗干扰性能，有效解决抗干扰与动态跟踪性能之间的矛盾。??ｉ?ＧＮＳＳ接收机基带通道??＾?ｄ相关器Ｈ码／载波鉴别器滤波??频?Ｊ?一一?，??！??前?｜通道１?Ｉ?１码／载波ＮＣＯ?＾＾—Ｉ—?ｋ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]超紧组合中不同精度IMU对GNSS信号跟踪性能的提升[J]. 郭强,尹业宏,宣扬. 测绘地理信息. 2016(06)
[2]捷联惯性/卫星超紧组合导航技术综述与展望[J]. 李子月,张林,陈善秋,杨春宁,马龙华. 系统工程与电子技术. 2016(04)
[3]基于多普勒辅助的惯性/卫星深组合技术研究[J]. 薛涛,王康,葛文涛,李伟,陈安升. 导航定位与授时. 2015(06)
[4]GPS/SINS深组合导航技术综述[J]. 孙兆妍,王新龙,车欢. 航空兵器. 2014(06)
[5]GPS/SINS超紧组合导航系统自适应混合滤波算法[J]. 周卫东,蔡佳楠,孙龙. 哈尔滨工业大学学报. 2014(07)
[6]基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法[J]. 曾庆喜,唐琳琳,王庆,陈小惠. 舰船电子工程. 2014(01)
[7]均方根嵌入式容积卡尔曼滤波[J]. 张鑫春,郭承军. 控制理论与应用. 2013(09)
[8]遗传算法辅助下的粒子滤波及其在GPS/SINS深组合中的应用[J]. 杨洋,薛晓中. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[9]从利比亚战争看精确制导武器在不对称战争中的应用[J]. 朱爱平,蒋琪,杨磊,苏鑫鑫,叶蕾. 飞航导弹. 2011(04)
[10]SINS/GPS紧耦合组合导航[J]. 郑辛,付梦印. 中国惯性技术学报. 2011(01)
博士论文
[1]微惯导/北斗深组合导航系统主要误差源抑制方法研究[D]. 王安成.国防科学技术大学 2014
[2]MEMS-SINS/GPS组合导航关键技术研究[D]. 崔留争.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]GNSS/INS深组合导航理论与方法研究[D]. 陈坡.解放军信息工程大学 2013
[4]容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D]. 葛磊.哈尔滨工程大学 2013
[5]GNSS/INS深组合导航系统信息匹配问题与跟踪算法研究[D]. 罗勇.国防科学技术大学 2012
[6]分布式GPS/SINS超紧组合架构下的信号处理和信息融合技术研究[D]. 高帅和.哈尔滨工程大学 2012
[7]MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D]. 叶萍.上海交通大学 2011
[8]惯性辅助GPS深组合导航系统研究与实现[D]. 胡锐.南京理工大学 2010
[9]北斗/微惯导组合导航方法研究[D]. 何晓峰.国防科学技术大学 2009
[10]GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D]. 唐康华.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]北斗高精度定向中的多径/天线相位中心误差建模及补偿方法研究[D]. 孟德利.国防科技大学 2017
[2]嵌入式GNSS/SINS超紧组合导航系统的设计与实现[D]. 陈克振.南京理工大学 2017
[3]基于软件接收机的深组合导航算法和滤波研究[D]. 石威.南京航空航天大学 2016
[4]高动态飞行器INS/GNSS深耦合系统精度分析及优化技术[D]. 王鹏.电子科技大学 2015
[5]基于软件接收机的MEMS-IMU/卫星深组合导航系统研究[D]. 江照波.南京航空航天大学 2015
[6]SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 王菲.北京理工大学 2015
[7]基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统研究[D]. 臧中原.北京理工大学 2015
[8]GPS/SINS超紧耦合组合导航系统的信息融合算法研究[D]. 丰泽斌.浙江大学 2015
[9]高动态下SINS/GPS超紧耦合组合导航系统的仿真平台研究[D]. 石小龙.浙江大学 2014
[10]基于矢量跟踪环的GPS/INS深组合导航系统研究与设计[D]. 何航平.南京航空航天大学 2014
本文编号：3060833
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．丨松组合结构示意图??
由于松、紧组合都没有利用组合导航结果或ＩＮＳ信息去辅助ＧＮＳＳ接收机基带捕获??或跟踪卫星信号，其ＧＮＳＳ接收机始终保持独立，组合系统中ＧＮＳＳ接收机的抗干扰和??动态跟踪能力并没有得到改善，因此，在高动态下ＧＮＳＳ接收机易丢星和失锁，严重??影响组合系统的导航精度。??图１．３为深组合结构示意。从图中可知，深组合在利用接收机跟踪环路相关器或鉴??别器输出信息（或伪距与伪距率）与ＩＮＳ测量信息进行数据融合，修正ＩＮＳ测量误差的??同时，还采用ＩＮＳ信息辅助ＧＮＳＳ接收机基带快速捕获和跟踪卫星信号，以提升高动态??环境下ＧＮＳＳ接收机对卫星信号的稳定跟踪及捕获性能，减小环路等效带宽，提高??ＧＮＳＳ接收机抗干扰性能，有效解决抗干扰与动态跟踪性能之间的矛盾。??ｉ?ＧＮＳＳ接收机基带通道??＾?ｄ相关器Ｈ码／载波鉴别器滤波??频?Ｊ?一一?，??！??前?｜通道１?Ｉ?１码／载波ＮＣＯ?＾＾—Ｉ—?ｋ??
?：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：「??］?滤??Ｉ惯性传感器一ｍ?—捷联惯导解算一ｍ：卜波??Ｉ?器??！?Ｉ?＿Ｉ??捷联惯导系统?—１??图１．２紧组合结构示意图??由于松、紧组合都没有利用组合导航结果或ＩＮＳ信息去辅助ＧＮＳＳ接收机基带捕踪卫星信号，其ＧＮＳＳ接收机始终保持独立，组合系统中ＧＮＳＳ接收机的抗干扰跟踪能力并没有得到改善，因此，在高动态下ＧＮＳＳ接收机易丢星和失锁，严组合系统的导航精度。??图１．３为深组合结构示意。从图中可知，深组合在利用接收机跟踪环路相关器或输出信息（或伪距与伪距率）与ＩＮＳ测量信息进行数据融合，修正ＩＮＳ测量误差，还采用ＩＮＳ信息辅助ＧＮＳＳ接收机基带快速捕获和跟踪卫星信号，以提升高动下ＧＮＳＳ接收机对卫星信号的稳定跟踪及捕获性能，减小环路等效带宽，提Ｓ接收机抗干扰性能，有效解决抗干扰与动态跟踪性能之间的矛盾。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超紧组合中不同精度IMU对GNSS信号跟踪性能的提升[J]. 郭强,尹业宏,宣扬. 测绘地理信息. 2016(06)
[2]捷联惯性/卫星超紧组合导航技术综述与展望[J]. 李子月,张林,陈善秋,杨春宁,马龙华. 系统工程与电子技术. 2016(04)
[3]基于多普勒辅助的惯性/卫星深组合技术研究[J]. 薛涛,王康,葛文涛,李伟,陈安升. 导航定位与授时. 2015(06)
[4]GPS/SINS深组合导航技术综述[J]. 孙兆妍,王新龙,车欢. 航空兵器. 2014(06)
[5]GPS/SINS超紧组合导航系统自适应混合滤波算法[J]. 周卫东,蔡佳楠,孙龙. 哈尔滨工业大学学报. 2014(07)
[6]基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法[J]. 曾庆喜,唐琳琳,王庆,陈小惠. 舰船电子工程. 2014(01)
[7]均方根嵌入式容积卡尔曼滤波[J]. 张鑫春,郭承军. 控制理论与应用. 2013(09)
[8]遗传算法辅助下的粒子滤波及其在GPS/SINS深组合中的应用[J]. 杨洋,薛晓中. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[9]从利比亚战争看精确制导武器在不对称战争中的应用[J]. 朱爱平,蒋琪,杨磊,苏鑫鑫,叶蕾. 飞航导弹. 2011(04)
[10]SINS/GPS紧耦合组合导航[J]. 郑辛,付梦印. 中国惯性技术学报. 2011(01)
博士论文
[1]微惯导/北斗深组合导航系统主要误差源抑制方法研究[D]. 王安成.国防科学技术大学 2014
[2]MEMS-SINS/GPS组合导航关键技术研究[D]. 崔留争.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]GNSS/INS深组合导航理论与方法研究[D]. 陈坡.解放军信息工程大学 2013
[4]容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D]. 葛磊.哈尔滨工程大学 2013
[5]GNSS/INS深组合导航系统信息匹配问题与跟踪算法研究[D]. 罗勇.国防科学技术大学 2012
[6]分布式GPS/SINS超紧组合架构下的信号处理和信息融合技术研究[D]. 高帅和.哈尔滨工程大学 2012
[7]MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D]. 叶萍.上海交通大学 2011
[8]惯性辅助GPS深组合导航系统研究与实现[D]. 胡锐.南京理工大学 2010
[9]北斗/微惯导组合导航方法研究[D]. 何晓峰.国防科学技术大学 2009
[10]GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D]. 唐康华.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]北斗高精度定向中的多径/天线相位中心误差建模及补偿方法研究[D]. 孟德利.国防科技大学 2017
[2]嵌入式GNSS/SINS超紧组合导航系统的设计与实现[D]. 陈克振.南京理工大学 2017
[3]基于软件接收机的深组合导航算法和滤波研究[D]. 石威.南京航空航天大学 2016
[4]高动态飞行器INS/GNSS深耦合系统精度分析及优化技术[D]. 王鹏.电子科技大学 2015
[5]基于软件接收机的MEMS-IMU/卫星深组合导航系统研究[D]. 江照波.南京航空航天大学 2015
[6]SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 王菲.北京理工大学 2015
[7]基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统研究[D]. 臧中原.北京理工大学 2015
[8]GPS/SINS超紧耦合组合导航系统的信息融合算法研究[D]. 丰泽斌.浙江大学 2015
[9]高动态下SINS/GPS超紧耦合组合导航系统的仿真平台研究[D]. 石小龙.浙江大学 2014
[10]基于矢量跟踪环的GPS/INS深组合导航系统研究与设计[D]. 何航平.南京航空航天大学 2014
本文编号：3060833
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