GPS/SINS组合导航与姿态测量的设计

发布时间：2022-01-22 17:29

　　论文以车辆导航为背景。分析了捷联惯性导航（SINS）导航系统和全球定位系统（GPS）导航系统的原理和误差。论文研究了基于卡尔曼滤波器的GPS/SINS组合导航系统，使用GPS辅助SINS修正位置和速度信息来提高导航参数。目前的单天线GPS系统中，无法完成测量姿态的功能。而采用SINS通过姿态矩阵求解姿态的方法，由于惯性元件漂移的特性，计算出的姿态误差比较大。论文在深入研究卡尔曼数据融合算法的基础上，考虑了电子罗盘在测量姿态角的优势，在FPGA+DSP的硬件平台上，加入电子罗盘进行了姿态信息的多数据融合，修正SINS输出的姿态角。对测得的姿态角数据进行了绘图分析和3D模型演示。论文在Matlab平台上对GPS/SINS组合导航进行了仿真，并在FPGA+DSP硬件平台上实现了载体的姿态测量。仿真实验表明GPS/SINS组合导航位置和速度精度得到了一定程度的提升，同时姿态测量中加入了电子罗盘，运用了互补滤波器，提高了载体姿态角精度。 

【文章来源】：西华大学四川省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

坐标系的转换Fig.2.1Coordinatesystemconversion

西华大学硕士学位论文： 2 2 20 0 01( 1) {(1 ) ( )[ ]} ( )8 384 2 48q n I q n 航原理一种自主式的导航[6]。它完全依靠机载设备自主完成导航任务电联系。因此隐蔽性好，工作不受气象条件的限制。这一独特的航空和航海领域中的一种广泛使用的主要导航方法。基本工作原理是以牛顿力学定律为基础的。在载体内部测量载运算得载体速度和位置等导航信息。说，惯导系统有两大类：平台式惯导和捷联式惯导。惯性导航系统

图 2.3 捷联惯性导航系统Fig.2.3 Strapdown inertial navigation system系统的原理如图 2.3 所示。数据处理中心实时的采集加阵和位置矩阵的计算，从而得到运动载体的姿态、位置有如下主要优点：全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下。不向外部辐射能量的自主式系统,也不依赖于任何外磁干扰的影响。率高、短期精度和稳定性好。置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连信息经过积分而产生，定位误差随时间而逐渐增大，之前都需要一段很长的初始对准时间。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3602609