低成本MEMS-INS/GNSS组合导航动基座初始对准技术研究

发布时间：2021-04-01 19:31

　　相对于价格昂贵的高精度惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）,MEMS-INS以其成本低、体积小、重量轻等优势被认为是汽车导航、精准农业等商业民用领域的首选。然而,低精度MEMS陀螺无法有效感应地球自转实现静基座初始对准;且在诸如精准农业项目的低动态应用场景中,由于速度较低（约为1m/s）,常用的GNSS速度定向算法的可靠性也较低。可见,“低精度”和“低动态”同时对MEMS-INS的初始对准提出了挑战。针对在参与精准农业项目时遇到的这一实际工程应用难题,本文研究设计、优化和验证了两套适用于地面载体低动态条件下低成本MEMS-INS/GNSS组合导航系统的动基座初始对准方案。其一,综合考虑现有的基于最小二乘理论做连续最优姿态解算的最优估计对准（Optimization-BasedAlignment,OBA）算法和依赖速度矢量确定载体航向的GNSS速度定向算法,推导了一套基于速度矢量信息的改进最优估计对准算法。并通过直观的全局可观测分析方法,说明了最优估计对准算法要求载体具有变加速机动条件,而改进最优估计对准算法只要求载体具有速度即可。仿真和实测结果表... 

【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】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３－３?ＧＮＳＳ速度定向原理图??绝大多数情况下，地面车辆可以利用该方法初始化惯导的俯仰角和航向角，??

起点的大地纬度ｃｐ?＝?３ｒ、大地经度Ｘ?＝?１１４°、大地高ｈ?＝?３ｍ；三个姿态初始值都??设为０°；仿真动态设置为：０？６ｓ静止、６？８ｓ加速至ｌｍ／ｓ?（加速度呈梯形变化，??最大加速度约为〇．７ｍ／ｓ２）、８？６０ｓ匀速，仿真轨迹和速度如图５－２所示。仿真数??据包括ＭＥＭＳ－ＩＮＳ数据和载波相位差分模式ＧＮＳＳ数据。ＭＥＭＳ－ＩＮＳ详细误差??参数如表５－１所示，ＩＭＵ数据采样率为５０Ｈｚ。仿真ＧＮＳＳ数据的位置观测噪声??标准差为［０．０１

?武汉大学硕士学位论文???从静止开始。拖拉机上搭载型号为ＡＤＩＳ１６４６０的ＭＥＭＳ等级ＩＭＵ，陀螺零偏稳??定性为１０°／ｈ，加速度计零偏稳定性为１２０ｕｇ，数据采样率为５０ｈｚ；?ＧＮＳＳ天线杆??臂为－１．１２ｍ?（前）、０．１５ｍ?（右）、－１．２１ｍ?（下），ＧＮＳＳ提供高精度ＰＰＫ解算结果??作为松组合观测值，数据采样率为ｌ〇ｈｚ；同时车上搭载双天线姿态参考系统，??可提供航向角和横滚角姿态参考。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]低精度的SINS/GPS组合导航系统中初始航向对准技术（英文）[J]. 严恭敏,秦永元.  传感技术学报. 2007(01)

硕士论文
[1]MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统研究[D]. 王彦坤.南京理工大学 2015
[2]基于MEMS的捷联航姿系统初始对准技术研究[D]. 孙柏虹.哈尔滨工程大学 2010



本文编号：3113863