GPS信号短时缺失情况下的组合导航数据融合方法研究
[Abstract]:In modern military warfare, the tracking accuracy and reliability of highly dynamic aircraft, missiles, ships and so on are more and more high, and a single system can not meet the requirements. In order to solve this problem, two or more navigation and positioning systems are usually combined to complement each other. In navigation field, GPS and inertial navigation system are combined to realize navigation and positioning of carrier. In the process of integration, GPS is required to modify inertial navigation in a certain frequency, thus limiting the accumulation of errors over time. But when the GPS signal is disturbed or blocked, the inertial navigation can not be corrected. Therefore, this paper mainly studies the data fusion method of GPS/INS integrated navigation system in the case of short time absence of GPS signal on high dynamic vehicle. As to how to improve the accuracy and reliability of the system, this paper mainly does the following work: 1, taking the aircraft as the high dynamic carrier, simulates its multiple flight states, and generates the flight trajectory by Matlab simulation. Based on the data of position, velocity, attitude angle and so on, the accelerometer and gyroscope module of INS are simulated, and the INS position data needed for the fusion of the combined system are generated by solving, and compared with the real trajectory of the vehicle. The characteristic of INS error accumulation with time is verified, so it needs the data of GPS to revise it frequently. It shows the necessity of the research in this paper. The theory and characteristics of artificial neural network are studied. This paper analyzes the problems in convergence speed and generalization ability of standard BP neural network, and proposes a BP neural network INS error prediction model based on L-M Bayesian regularization method in view of its shortcomings in the application of GPS/INS signal processing model. When the GPS signal is interrupted, the model can be used to predict the error of INS to correct its position data. Compared with the results obtained from the standard BP neural network prediction model, the advantages of BP neural network model are verified. 3. Because the initial parameters of BP neural network model are generally random numbers or given according to experience, It causes the instability of the network model and even makes the network fall into the local minimum value. So this paper presents a hybrid algorithm combining improved particle swarm optimization and BP neural network to establish INS error prediction model. The initial parameters of neural network are optimized by particle swarm optimization (PSO), and then BP neural network is trained to generate prediction model. The Matlab simulation shows that the hybrid algorithm can effectively improve the convergence rate and generalization ability of the model.
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P228.4;TN96
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