基于MINS/GPS的车载自适应组合导航算法研究

发布时间：2022-02-21 16:03

　　在车辆定位领域,全球定位系统（Global Position System,GPS）与惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）是两种主要的定位技术。GPS能够保持长时间的高精度定位,但是定位精度不能满足车联网的要求,并且其容易受到外界环境的干扰。INS是一种独立的导航系统,短时精度高,但是因为其误差会不断累积,无法长时间定位。利用卡尔曼滤波（Kalman Filtering）的组合导航可以实现二者的优势互补。标准卡尔曼滤波系统需要提前知道系统的噪声统计特性,但是由于惯性器件误差的复杂性,很难准确的提前确定系统的噪声统计特性。针对此类问题,本文提出一种改进的自适应卡尔曼滤波算法,并通过实际跑车实验验证了算法的有效性。本文的主要研究内容如下:（1）对惯性导航与组合导航的理论知识进行了详细介绍,确定了使用松组合的导航方案。然后利用Matlab仿真平台,对惯性导航与组合导航进行了仿真分析,仿真结果表明:基于扩展卡尔曼滤波的组合导航精度优于GPS导航与惯性导航。（2）针对惯性器件的误差特点,采用Allan误差分析法对实验室惯性器件的随机误差进行识别与分析。针对... 

【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究与发展状况
        1.2.1 全球导航卫星系统发展状况
        1.2.2 MEMS惯性器件发展状况
        1.2.3 组合导航系统发展状况
        1.2.4 组合导航算法研究现状
    1.3 论文内容及各章节安排
第二章 MINS/GPS组合导航系统理论基础
    2.1 惯性导航基础知识
        2.1.1 惯性导航常用坐标系
        2.1.2 惯性导航基本原理
    2.2 卡尔曼滤波与组合导航原理
        2.2.1 卡尔曼滤波原理
        2.2.2 组合导航原理
    2.3 惯性导航数值更新算法
        2.3.1 姿态更新算法
        2.3.2 速度更新算法
        2.3.3 位置更新算法
    2.4 惯性导航误差分析
        2.4.1 惯性器件测量误差
        2.4.2 姿态误差方程
        2.4.3 速度误差方程
        2.4.4 位置误差方程
    2.5 本章小结
第三章 组合导航系统仿真与分析
    3.1 惯性器件输出信息仿真
    3.2 惯性导航仿真
    3.3 组合导航仿真
    3.4 本章小结
第四章 惯性器件误差分析与初始对准
    4.1 惯性器件随机误差分析
        4.1.1 Allan误差分析法原理
        4.1.2 惯性器件随机误差分析
    4.2 惯性器件初始对准研究
        4.2.1 水平姿态对准
        4.2.2 方位角对准
        4.2.3 初始对准实验分析
    4.3 本章小结
第五章 改进的自适应卡尔曼滤波与性能分析
    5.1 自适应卡尔曼滤波原理
    5.2 改进的自适应卡尔曼滤波
    5.3 改进的自适应卡尔曼滤波跑车实验分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS惯性器件误差系数的Allan方差分析方法[J]. 赵思浩,陆明泉,冯振明.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2010(05)

博士论文
[1]基于车载的GPS/INS组合导航定位系统的关键技术研究[D]. 徐振凯.东南大学 2015
[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

硕士论文
[1]GPS/INS组合导航数据融合算法研究[D]. 胡世明.电子科技大学 2012



本文编号：3637597