基于载波相位差分的GPS/INS紧组合导航算法研究

发布时间：2020-12-18 01:47

　　全球定位系统和惯性导航系统在各自的领域范围内都有着得天独厚的优势和无法替代的地位,但是同时也都存在着难以弥补的缺陷,如果用一种恰当的方式将两者构成组合系统,取其长处、避其短处,那么对于组合系统来说,无论是导航的精度还是性能方面都将进一步的提高。GPS/INS组合导航系统具有明显的优势:当GPS遭遇卫星信号失锁无法进行导航的时候,组合导航系统在短时间内采用INS的导航结果,从而保持导航的连续性;组合导航系统可以综合利用GPS与INS的观测值对系统误差进行精确改正,使导航的精度进一步提高;组合导航系统可以利用INS的精确观测值辅助GPS实现整周模糊度的快速固定,还可以辅助GPS进行周跳探测与修复;组合导航系统的抗干扰能力得到了加强,同时也具有更好的鲁棒性。无论是测绘领域还是在其他领域,GPS/INS组合导航的应用前景都非常的广阔,但由于我国相关的研究起步较晚,其整体水平与国外仍有差距,因此有必要开展此方面的研究。另外,我国正在大力发展北斗卫星导航系统,研究GPS/INS组合导航,也可以为北斗与INS的组合打下良好的基础。面对高楼林立、日益复杂的城市环境,GPS可能由于可见卫星数不足而无法导... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图４．１?ＧＰＳ／ＩＮＳ松组合结构图??４．１．１?ＧＰＳ／ＩＮＳ松组合系统状态方程??

第五章ＧＰＳ／ＩＮＳ紧组合实验结果及其分析??本文对上述ＧＰＳ／ＩＮＳ紧组合导航系统进行了实测数据的验证与分析，共设计了两组??实验。本文采用的组合导航设备是耐威时代公司的ＰＯＳ３１０型号，如图５．１。其中，ＧＰＳ??的板卡是天宝公司生产的，型号为ＢＤ９８２，可接收ＧＰＳ和北斗的信号，ＩＮＳ端采用的??是闭环光纤陀螺（ＦＯＧ）和高精度石英挠性加速度计，其参数如表５．１所示，可以看到??该陀螺与加速度计的精度都较高，属于战术级的ＩＭＵ。其中，ＧＰＳ的采样率为１ＨＺ，??设定其高度角为１５度，ＩＮＳ的采样率为２００ＨＺ。??ｔｉｌｌ??图５．１?ＰＯＳ３１０设备原型??测试时，将组合导航设备搭载在汽车上进行动态实验。实验地点均在武汉，第一组??实验，汽车所经过的路途开阔，ＧＰＳ观测环境较好，可见卫星数较多，第二组实验则观??测环境较差，经常受到高楼大树等环境的遮挡，可以验证上述ＧＰＳ／ＩＮＳ紧组合导航系统??在可见卫星不足时候的导航效果。??由于本文的数据来源是小车的实测数据

为了更加直观的了解ＩＮＳ的误差发散情况，本文用上述的战术级捷联惯导的实测数??据进行处理，采用纯惯导解算模式，并将结果与正紧组合解算的参考结果进行比较，??列出各项误差项。图５．２至图５．４分别为纯惯导解算的位置误差、速度误差和姿态误差。??＾?ｘ１〇４?纯惯导解锗位贾误差??５?Ｉ?Ｉ?Ｉ?？?Ｉ?Ｉ?？?Ｉ??Ｅ??龙?〇?—―?一―－??Ｘ??５??｜?｜?｜?｜?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ???０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００?４０００?４５００??＿?ｘ１０４??２０?Ｉ?Ｉ?ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?＊?Ｉ??Ｅ??ｉｉ〇－?ｙ?－??５????Ｑ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?｜?１?￣￣￣??Ｌ．?Ｉ???０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００?４０００?４５００??．ｎ｜ｘ１０４??，???／＼Ｊ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｅ?／??Ｊｇ?１０?－??Ｎ?〇?ｌ?．?．?■?????—，??０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００?４０００?４５００??时间／Ｓ??图５．２纯


本文编号：2923116