基于GPS/INS组合导航的轨迹补偿方法研究
发布时间：2022-07-19 11:48
随着车联网与智能汽车技术的发展,车辆定位技术成为研究热点。现阶段的车载导航系统主要是全球定位系统（Global Positioning System）,该系统具有实时、全天候、精度高等优点,但在城市建筑群、隧道、林荫密集带等卫星被遮蔽的环境下会受到影响,严重时无法定位,因此需要采用其他的定位技术辅助GPS系统定位。本文采用捷联惯性导航技术（Strapdown inertial navigation technology）辅助GPS系统,对GPS盲区的轨迹进行补偿,主要的研究工作如下:本文首先介绍了车辆盲区定位的背景及意义,对现有的导航定位技术、组合导航定位技术、微机电系统技术（Micro-Electro-Mechanical Systems）、数据融合技术的研究现状做详细的介绍。对于GPS系统,主要分析了GPS系统工作的原理、结构及误差;对于惯性导航系统,介绍了常用的地理参数,坐标系及坐标系间的转换,分析了惯性导航的解算原理,并对误差源进行了归纳。基于文中第二章对惯性导航的分析,在MATLAB环境中,完成了对轨迹和惯性器件的仿真。轨迹的仿真主要包括真值轨迹、盲区轨迹、GPS轨迹的仿真。...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 课题的国内外研究现状
1.2.1 现有的导航技术的研究现状
1.2.2 组合导航系统的研究现状
1.2.3 MEMS传感器的研究现状
1.2.4 数据融合技术的研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 GPS与INS定位系统分析
2.1 GPS定位系统
2.1.1 GPS系统构成
2.1.2 GPS定位解算
2.1.3 GPS系统定位误差源
2.2 捷联惯导系统
2.2.1 地理参数
2.2.2 常用坐标系
2.2.3 坐标系间的转换
2.2.4 捷联惯性导航解算
2.2.5 惯导系统的误差源分析
2.3 本章小结
第3章 GPS/INS组合导航系统
3.1 惯导系统设计
3.1.1 轨迹发生器
3.1.2 惯性单元的搭建
3.1.3 惯导解算仿真
3.2 组合导航系统的结构
3.2.1 组合导航系统结构
3.2.2 组合导航系统的误差方程
3.3 组合导航系统建模
3.3.1 系统的状态方程
3.3.2 系统的量测方程
3.4 本章小结
第4章 组合导航系统数据融合算法的研究
4.1 基于扩展卡尔曼算法的组合导航系统
4.1.1 扩展卡尔曼滤波器
4.1.2 EKF算法迭代
4.1.3 仿真的实现与分析
4.2 基于无迹卡尔曼滤算法的组合导航系统
4.2.1 无迹卡尔曼滤波器
4.2.2 UKF算法迭代
4.2.3 仿真实现与分析
4.3 基于容积卡尔曼算法的组合导航系统
4.3.1 容积卡尔曼滤波器
4.3.2 CKF算法迭代
4.3.3 仿真实现与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]An efficiency algorithm on Gaussian mixture UKF for BDS/INS navigation system[J]. Qing Dai,Lifen Sui,Lingxuan Wang,Tian Zeng,Yuan Tian. Geodesy and Geodynamics. 2018(02)
[2]基于MEMS技术的捷联惯导系统现状[J]. 赵天贺,汪伟. 飞航导弹. 2017(10)
[3]基于粒子滤波方法的GPS/DR组合导航仿真研究[J]. 沈圆,倪福生,魏长赟,谢子阳. 计算机与数字工程. 2017(08)
[4]MEMS技术发展现状及未来发展趋势[J]. 秦雷,谢晓瑛,李君龙. 现代防御技术. 2017(04)
[5]Efficient closed-form solution for target localization using TDOA measurements in the presence of sensor position errors[J]. Yan Leibing,Zhang Yerong,Lu Yin. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2017(04)
[6]智能化汽车后市场车联网时代综述[J]. 肖永清. 上海节能. 2017(04)
[7]从卫星导航系统的发展看我国北斗系统的后发优势[J]. 何若枫. 长沙航空职业技术学院学报. 2016(04)
[8]Influence of higher-order ionospheric delay correction on GPS precise orbit determination and precise positioning[J]. Zhimin Liu,Yangyang Li,Jinyun Guo,Fei Li. Geodesy and Geodynamics. 2016(05)
[9]上海市第五次综合交通调查主要成果[J]. 交通与运输. 2015(06)
[10]道路车辆清障救援服务标准体系研究[J]. 任春晓,黄李原,郎玉勤,尹占吉. 交通节能与环保. 2015(05)
博士论文
[1]动态车载导航系统关键技术研究[D]. 祁晖.吉林大学 2015
[2]车载自主定位定向系统研究[D]. 严恭敏.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]车辆自组织网络城市盲区定位关键技术研究[D]. 杜红阳.南京大学 2016
[2]北斗/惯性深组合系统矢量跟踪环路控制的研究与实现[D]. 王焕浩.南京航空航天大学 2016
[3]车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真[D]. 李志刚.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于MEMS惯性器件的SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 侯振环.哈尔滨工业大学 2015
[5]MEMS陀螺仪随机漂移误差补偿技术的研究[D]. 霍元正.东南大学 2015
[6]基于CSS的高精度室内定位技术研究与实现[D]. 杨正文.湖南大学 2013
[7]基于TDOA和TOA的无线定位技术研究[D]. 黄亚萍.南京邮电大学 2012
[8]基于无线局域网的定位追踪技术研究[D]. 储海兵.浙江大学 2011
[9]捷联惯导算法及车载组合导航系统研究[D]. 严恭敏.西北工业大学 2004
本文编号：3663361
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 课题的国内外研究现状
1.2.1 现有的导航技术的研究现状
1.2.2 组合导航系统的研究现状
1.2.3 MEMS传感器的研究现状
1.2.4 数据融合技术的研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 GPS与INS定位系统分析
2.1 GPS定位系统
2.1.1 GPS系统构成
2.1.2 GPS定位解算
2.1.3 GPS系统定位误差源
2.2 捷联惯导系统
2.2.1 地理参数
2.2.2 常用坐标系
2.2.3 坐标系间的转换
2.2.4 捷联惯性导航解算
2.2.5 惯导系统的误差源分析
2.3 本章小结
第3章 GPS/INS组合导航系统
3.1 惯导系统设计
3.1.1 轨迹发生器
3.1.2 惯性单元的搭建
3.1.3 惯导解算仿真
3.2 组合导航系统的结构
3.2.1 组合导航系统结构
3.2.2 组合导航系统的误差方程
3.3 组合导航系统建模
3.3.1 系统的状态方程
3.3.2 系统的量测方程
3.4 本章小结
第4章 组合导航系统数据融合算法的研究
4.1 基于扩展卡尔曼算法的组合导航系统
4.1.1 扩展卡尔曼滤波器
4.1.2 EKF算法迭代
4.1.3 仿真的实现与分析
4.2 基于无迹卡尔曼滤算法的组合导航系统
4.2.1 无迹卡尔曼滤波器
4.2.2 UKF算法迭代
4.2.3 仿真实现与分析
4.3 基于容积卡尔曼算法的组合导航系统
4.3.1 容积卡尔曼滤波器
4.3.2 CKF算法迭代
4.3.3 仿真实现与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]An efficiency algorithm on Gaussian mixture UKF for BDS/INS navigation system[J]. Qing Dai,Lifen Sui,Lingxuan Wang,Tian Zeng,Yuan Tian. Geodesy and Geodynamics. 2018(02)
[2]基于MEMS技术的捷联惯导系统现状[J]. 赵天贺,汪伟. 飞航导弹. 2017(10)
[3]基于粒子滤波方法的GPS/DR组合导航仿真研究[J]. 沈圆,倪福生,魏长赟,谢子阳. 计算机与数字工程. 2017(08)
[4]MEMS技术发展现状及未来发展趋势[J]. 秦雷,谢晓瑛,李君龙. 现代防御技术. 2017(04)
[5]Efficient closed-form solution for target localization using TDOA measurements in the presence of sensor position errors[J]. Yan Leibing,Zhang Yerong,Lu Yin. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2017(04)
[6]智能化汽车后市场车联网时代综述[J]. 肖永清. 上海节能. 2017(04)
[7]从卫星导航系统的发展看我国北斗系统的后发优势[J]. 何若枫. 长沙航空职业技术学院学报. 2016(04)
[8]Influence of higher-order ionospheric delay correction on GPS precise orbit determination and precise positioning[J]. Zhimin Liu,Yangyang Li,Jinyun Guo,Fei Li. Geodesy and Geodynamics. 2016(05)
[9]上海市第五次综合交通调查主要成果[J]. 交通与运输. 2015(06)
[10]道路车辆清障救援服务标准体系研究[J]. 任春晓,黄李原,郎玉勤,尹占吉. 交通节能与环保. 2015(05)
博士论文
[1]动态车载导航系统关键技术研究[D]. 祁晖.吉林大学 2015
[2]车载自主定位定向系统研究[D]. 严恭敏.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]车辆自组织网络城市盲区定位关键技术研究[D]. 杜红阳.南京大学 2016
[2]北斗/惯性深组合系统矢量跟踪环路控制的研究与实现[D]. 王焕浩.南京航空航天大学 2016
[3]车载惯性导航系统行进间对准算法研究及仿真[D]. 李志刚.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于MEMS惯性器件的SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 侯振环.哈尔滨工业大学 2015
[5]MEMS陀螺仪随机漂移误差补偿技术的研究[D]. 霍元正.东南大学 2015
[6]基于CSS的高精度室内定位技术研究与实现[D]. 杨正文.湖南大学 2013
[7]基于TDOA和TOA的无线定位技术研究[D]. 黄亚萍.南京邮电大学 2012
[8]基于无线局域网的定位追踪技术研究[D]. 储海兵.浙江大学 2011
[9]捷联惯导算法及车载组合导航系统研究[D]. 严恭敏.西北工业大学 2004
本文编号：3663361
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