基于GPS/SINS的车载组合导航监控技术与应用研究
发布时间：2021-04-20 10:48
随着卫星导航技术的发展,GPS,BDS等卫星导航系统目前在静态定位和动态定位方面具有很高的定位精度。卫星导航定位系统的定位精度主要取决于卫星信号的强度,但在一些树荫遮挡、停车场、高楼建筑物旁的道路上卫星的信号极其微弱,大部份情况卫星信号极其微弱,针对路况无法预测设计了在卫星信号微弱情况仍可做到精确定位的导航定位监控系统即GPS/SINS组合导航监控系统。其中惯性导航系统是一个自主导航的定位系统,为其提供初始定位数据后,可以根据自身的惯性传感器和导航计算机对偏航角度和加速度等积分对初始定位数据的累加得到导航终端位移量和速度,但因纯惯导系统无法及时的更新初始定位数据,而传感器本身具有一定的误差,长时间误差的积累将导致导航系统的定位误差逐渐增大,无法满足车载导航的定位精度。本文设计的GP S/SINS组合导航定位监控系统可以解决惯性导航起算数据更新的情况,并且在无卫星信号的情况下仍有较好的定位精度和流畅性。主要研究工作和结论如下:1、论文对GPS/SINS组合导航定位系统的组成和关键技术的理论知识做了介绍,并针对车载导航这一实际项目工程,做了最适合车载组合导航系统的选择,如俩系统松组合模式的...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 全球定位系统的发展
1.2.2 车辆导航定位系统发展现状
1.3 研究内容
2 车载导航系统技术理论基础
2.1 惯性系统概述
2.2 GNSS定位技术
2.2.1 系统组成
2.2.2 单点定位
2.2.3 动态相对定位
2.3 GIS基本理论
2.4 坐标系转换
2.4.1 WGS-84坐标系
2.4.2 载体坐标系
2.4.3 导航坐标系
2.4.4 WGS-84坐标系与导航坐标系的转换关系
2.4.5 载体坐标系向导航坐标系转换
2.5 地图匹配
2.6 无线通信技术
2.7 本章小结
3 GPS/SINS组合导航系统
3.1 GPS/SINS组合模式
3.1.1 松散组合
3.1.2 紧密组合
3.2 位置、速度组合数学建模
3.2.1 状态量和量测量的选取
3.2.2 系统状态方程
3.2.3 系统量测方程
3.3 卡尔曼滤波器的设计与实现
3.3.1 离散卡尔曼滤波器原理
3.3.2 GPS/SINS组合系统方程的离散化
3.4 卡尔曼滤波器反馈校正的实现
3.5 本章小结
4 嵌入式GPS/SINS组合定位系统的软件设计与实现
4.1 嵌入式GPS/SINS组合导航定位软件总体设计
4.2 嵌入式操作系统
4.2.1 Linux、VxWorks和WinCE三种嵌入式操作系统的性能比较
4.2.2 winCE介绍
4.3 GPS数据与IMU数据的时间同步
4.3.1 时间同步误差
4.3.2 状态提前预报时间同步
4.4 GPS/SINS组合导航软件
4.5 本章小结
5 GPS/SINS组合导航监控系统车载实验
5.1 车载实验设计
5.1.1 实验介绍
5.1.2 静态车载实验
5.1.3 动态车载实验
5.2 GPS/SINS组合导航系统性能分析
5.2.1 纯惯导和组合导航系统定位性能比较
5.2.2 组合导航系统定位性能
5.2.3 静态定位精度评定
5.2.4 地图匹配效果分析
5.2.5 一般性能检验
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大规模轨迹数据并行化地图匹配算法[J]. 康军,郭佳豪,段宗涛,唐蕾,张凡. 测控技术. 2019(02)
[2]北斗卫星导航系统的空间信号精度评估[J]. 马下平,鲁尚强,李秦政,陈鹏. 测绘科学. 2019(01)
[3]城市道路横断面设计的影响因素[J]. 王少平,陈凯. 工程技术研究. 2018(05)
[4]北斗地基增强系统标准体系的构建[J]. 麦绿波,徐晓飞,梁昫,陈晓华. 中国标准化. 2016(14)
[5]浅析北斗卫星导航系统和GPS全球定位系统的异同[J]. 刘旭峰. 数字技术与应用. 2014(03)
[6]GPS天线相位中心水平方向偏差的检测与校正[J]. 王铁生,缑慧娟,赵东保. 华北水利水电学院学报. 2013(06)
[7]夯实北斗卫星导航系统鼎立基础的建议[J]. 刘基余. 现代导航. 2013(04)
[8]GPS相对定位的数学模型及测量线性组合的相关性研究[J]. 黄连英. 新余学院学报. 2012(06)
[9]基于捷联惯导/里程计的车载高精度定位定向方法研究[J]. 杨波,王跃钢,彭辉煌. 计算机测量与控制. 2011(10)
[10]精密单点定位（PPP）技术在像控测量中的应用研究[J]. 原喜屯. 矿山测量. 2011(03)
博士论文
[1]可量测影像与GPS/IMU融合高精度定位定姿方法研究[D]. 张晓东.解放军信息工程大学 2013
[2]GPS和伪卫星组合定位技术及其在形变监测中的应用研究[D]. 杨光.河海大学 2004
硕士论文
[1]村镇建设中渣土车监管系统的设计与实现[D]. 王庆武.山东农业大学 2018
[2]GNSS接收机天线相位中心偏差的测定与算法[D]. 张计凯.安徽理工大学 2017
[3]北斗与GPS兼容的接收通道设计[D]. 周妍.河北科技大学 2016
[4]基于载波相位时间差分测速的GPS/INS组合导航研究[D]. 刘洋.中国矿业大学 2016
[5]基于电控液压转向的多轴车辆动力学与轮胎磨损综合研究[D]. 谢意.合肥工业大学 2015
[6]微惯性/GPS/电子罗盘车载组合导航技术研究[D]. 刘新源.哈尔滨工程大学 2014
[7]电动汽车WebGIS系统设计开发与地图匹配数据插补研究[D]. 王凯.北京交通大学 2013
[8]车辆导航系统中的地图匹配算法研究[D]. 赵迪华.云南大学 2012
[9]GPS/SINS/电子地图组合导航算法研究[D]. 周存波.哈尔滨工程大学 2012
[10]基于机器人及军用导航系统的MEMS陀螺仪性能研究[D]. 梁丽娟.北京交通大学 2011
本文编号：3149535
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 全球定位系统的发展
1.2.2 车辆导航定位系统发展现状
1.3 研究内容
2 车载导航系统技术理论基础
2.1 惯性系统概述
2.2 GNSS定位技术
2.2.1 系统组成
2.2.2 单点定位
2.2.3 动态相对定位
2.3 GIS基本理论
2.4 坐标系转换
2.4.1 WGS-84坐标系
2.4.2 载体坐标系
2.4.3 导航坐标系
2.4.4 WGS-84坐标系与导航坐标系的转换关系
2.4.5 载体坐标系向导航坐标系转换
2.5 地图匹配
2.6 无线通信技术
2.7 本章小结
3 GPS/SINS组合导航系统
3.1 GPS/SINS组合模式
3.1.1 松散组合
3.1.2 紧密组合
3.2 位置、速度组合数学建模
3.2.1 状态量和量测量的选取
3.2.2 系统状态方程
3.2.3 系统量测方程
3.3 卡尔曼滤波器的设计与实现
3.3.1 离散卡尔曼滤波器原理
3.3.2 GPS/SINS组合系统方程的离散化
3.4 卡尔曼滤波器反馈校正的实现
3.5 本章小结
4 嵌入式GPS/SINS组合定位系统的软件设计与实现
4.1 嵌入式GPS/SINS组合导航定位软件总体设计
4.2 嵌入式操作系统
4.2.1 Linux、VxWorks和WinCE三种嵌入式操作系统的性能比较
4.2.2 winCE介绍
4.3 GPS数据与IMU数据的时间同步
4.3.1 时间同步误差
4.3.2 状态提前预报时间同步
4.4 GPS/SINS组合导航软件
4.5 本章小结
5 GPS/SINS组合导航监控系统车载实验
5.1 车载实验设计
5.1.1 实验介绍
5.1.2 静态车载实验
5.1.3 动态车载实验
5.2 GPS/SINS组合导航系统性能分析
5.2.1 纯惯导和组合导航系统定位性能比较
5.2.2 组合导航系统定位性能
5.2.3 静态定位精度评定
5.2.4 地图匹配效果分析
5.2.5 一般性能检验
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大规模轨迹数据并行化地图匹配算法[J]. 康军,郭佳豪,段宗涛,唐蕾,张凡. 测控技术. 2019(02)
[2]北斗卫星导航系统的空间信号精度评估[J]. 马下平,鲁尚强,李秦政,陈鹏. 测绘科学. 2019(01)
[3]城市道路横断面设计的影响因素[J]. 王少平,陈凯. 工程技术研究. 2018(05)
[4]北斗地基增强系统标准体系的构建[J]. 麦绿波,徐晓飞,梁昫,陈晓华. 中国标准化. 2016(14)
[5]浅析北斗卫星导航系统和GPS全球定位系统的异同[J]. 刘旭峰. 数字技术与应用. 2014(03)
[6]GPS天线相位中心水平方向偏差的检测与校正[J]. 王铁生,缑慧娟,赵东保. 华北水利水电学院学报. 2013(06)
[7]夯实北斗卫星导航系统鼎立基础的建议[J]. 刘基余. 现代导航. 2013(04)
[8]GPS相对定位的数学模型及测量线性组合的相关性研究[J]. 黄连英. 新余学院学报. 2012(06)
[9]基于捷联惯导/里程计的车载高精度定位定向方法研究[J]. 杨波,王跃钢,彭辉煌. 计算机测量与控制. 2011(10)
[10]精密单点定位（PPP）技术在像控测量中的应用研究[J]. 原喜屯. 矿山测量. 2011(03)
博士论文
[1]可量测影像与GPS/IMU融合高精度定位定姿方法研究[D]. 张晓东.解放军信息工程大学 2013
[2]GPS和伪卫星组合定位技术及其在形变监测中的应用研究[D]. 杨光.河海大学 2004
硕士论文
[1]村镇建设中渣土车监管系统的设计与实现[D]. 王庆武.山东农业大学 2018
[2]GNSS接收机天线相位中心偏差的测定与算法[D]. 张计凯.安徽理工大学 2017
[3]北斗与GPS兼容的接收通道设计[D]. 周妍.河北科技大学 2016
[4]基于载波相位时间差分测速的GPS/INS组合导航研究[D]. 刘洋.中国矿业大学 2016
[5]基于电控液压转向的多轴车辆动力学与轮胎磨损综合研究[D]. 谢意.合肥工业大学 2015
[6]微惯性/GPS/电子罗盘车载组合导航技术研究[D]. 刘新源.哈尔滨工程大学 2014
[7]电动汽车WebGIS系统设计开发与地图匹配数据插补研究[D]. 王凯.北京交通大学 2013
[8]车辆导航系统中的地图匹配算法研究[D]. 赵迪华.云南大学 2012
[9]GPS/SINS/电子地图组合导航算法研究[D]. 周存波.哈尔滨工程大学 2012
[10]基于机器人及军用导航系统的MEMS陀螺仪性能研究[D]. 梁丽娟.北京交通大学 2011
本文编号：3149535
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3149535.html
