基于矢量跟踪环的GPS/INS深组合导航系统研究与设计
发布时间：2021-08-15 17:01
近年来，随着导航技术的飞速发展，对导航系统的性能要求越来越高。组合导航技术可以实现卫星导航接收机和惯性导航性能的互补，深层次的数据融合技术可以提高导航系统在高动态环境下的性能。本文针对组合导航技术，主要研究和分析矢量跟踪环的基本原理和工作流程，深入探讨基于矢量跟踪环的GPS/INS深组合导航技术问题。论文首先介绍GPS/INS组合导航技术的背景和国内外研究现状。从卫星导航接收机的环路滤波器和环路误差的角度出发，分析各类滤波器和环路热噪声误差对跟踪环路性能的影响，提出基于自适应α-β滤波器的跟踪环路多普勒自补偿算法，α-β滤波器平滑载波多普勒频移，通过自补偿方法形成闭合反馈环路，分析其在高动态环境下的跟踪性能。在传统环路和矢量环的基础上，研究基于载波预处理的矢量跟踪环路设计算法，通过仿真分析，比较基于载波预处理的矢量环路相对于传统环路和矢量环路的性能优势。针对基于载波预处理的矢量跟踪环算法，设计基于矢量跟踪环的GPS/INS深组合导航系统。建立矢量通道预处理滤波器模型和深组合导航滤波器模型。通过仿真，分析基于矢量环深组合导航系统的组合定位精度。最后提出基于DSP和FPGA的矢量深组合导航...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
松组合导航原理结构图
图 1. 1 松组合导航原理结构图 图 1. 2 紧组合导航原理结构图GPS/INS 组合导航系统具有体积小、成本低、功耗低等优点，20 世纪 80 年代以来，以国为首的发达国家及其一些科研机构和学者开始对 GPS/INS 组合导航系统进行深入研究。根不同的组合方式可以将组合导航系统分为三类：松组合、紧组合和深组合。松组合是位置和度组合的导航模式，其原理结构图如图 1.1 所示；紧组合是一种基于伪距和伪距率的组合导模式，其原理结构图如图 1.2 所示。这两种组合导航模式结构简单，易于实现，目前已经广
S-202 的原理结构图，其中 GPS 跟踪环本地信号生成模块完全由导航滤波器生成来控制，是一种矢量跟踪的工作模式，这种结构的抗干扰能力可达 89dB。IGS量都很小，其直径约为 7cm，高度大约为 6cm，重量还不到 0.5kg，定位精度较 之内，IGS-202 还可以抵抗高强度的冲击加速度。1 1I Q
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的DDS IP核的研究与设计[J]. 万志江. 微电子学与计算机. 2013(08)
[2]基于模糊逻辑的自适应α-β滤波新算法[J]. 李良群,谢维信,张智超. 系统工程与电子技术. 2013(02)
[3]高动态环境下无数据辅助的扩展Kalman滤波载波跟踪环[J]. 田甜,安建平,王爱华. 电子与信息学报. 2013(01)
[4]基于DSP和FPGA的组合导航系统设计[J]. 孙华,单志明,杨培科. 计算机应用. 2009(S2)
[5]基于矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法[J]. 王新龙,于洁. 中国惯性技术学报. 2009(06)
[6]基于FPGA和ARM的GPS多径实验平台[J]. 黄嘉达,陈佳品,李振波. 计算机工程与设计. 2009(08)
[7]INS/GPS超紧耦合技术研究现状及展望[J]. 黄汛,高启孝,李安,陈永冰,葛德宏. 飞航导弹. 2009(04)
[8]基于扩展卡尔曼滤波器的超紧耦合GPS/INS组合导航系统设计[J]. 孙熙,祖峰,李夏苗. 微电子学与计算机. 2008(06)
[9]基于软件GPS接收机的高动态跟踪环路设计[J]. 胡小平,于海亮,唐康华. 中国惯性技术学报. 2007(06)
[10]基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展现状[J]. 李荣冰,刘建业,曾庆化,华冰. 中国惯性技术学报. 2004(06)
博士论文
[1]GNSS实时矢量跟踪技术研究[D]. 张欣.上海交通大学 2013
[2]MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D]. 叶萍.上海交通大学 2011
[3]星载GNSS/INS超紧组合技术研究[D]. 王立端.上海交通大学 2010
[4]北斗/微惯导组合导航方法研究[D]. 何晓峰.国防科学技术大学 2009
[5]GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D]. 唐康华.国防科学技术大学 2008
[6]MSINS/GPS组合导航系统及其数据融合技术研究[D]. 马云峰.东南大学 2006
[7]MIMU及其与GPS组合系统设计与实验研究[D]. 尚捷.清华大学 2005
硕士论文
[1]跟踪环路在高动态GNSS接收机中的研究和应用[D]. 陆煦.北京邮电大学 2013
[2]MEMS微惯性航姿系统的优化设计与集成技术研究[D]. 王小春.南京航空航天大学 2013
[3]高动态下超紧组合导航系统设计与仿真[D]. 余芩.上海交通大学 2011
[4]GPS/惯性紧组合导航系统研究[D]. 袁俊刚.南京航空航天大学 2011
[5]基于环路卡尔曼估计的惯性/GPS深组合算法研究[D]. 文立.南京航空航天大学 2011
[6]高动态GPS/INS组合导航系统研究[D]. 王朋辉.南京航空航天大学 2010
本文编号：3344943
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
松组合导航原理结构图
图 1. 1 松组合导航原理结构图 图 1. 2 紧组合导航原理结构图GPS/INS 组合导航系统具有体积小、成本低、功耗低等优点，20 世纪 80 年代以来，以国为首的发达国家及其一些科研机构和学者开始对 GPS/INS 组合导航系统进行深入研究。根不同的组合方式可以将组合导航系统分为三类：松组合、紧组合和深组合。松组合是位置和度组合的导航模式，其原理结构图如图 1.1 所示；紧组合是一种基于伪距和伪距率的组合导模式，其原理结构图如图 1.2 所示。这两种组合导航模式结构简单，易于实现，目前已经广
S-202 的原理结构图，其中 GPS 跟踪环本地信号生成模块完全由导航滤波器生成来控制，是一种矢量跟踪的工作模式，这种结构的抗干扰能力可达 89dB。IGS量都很小，其直径约为 7cm，高度大约为 6cm，重量还不到 0.5kg，定位精度较 之内，IGS-202 还可以抵抗高强度的冲击加速度。1 1I Q
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的DDS IP核的研究与设计[J]. 万志江. 微电子学与计算机. 2013(08)
[2]基于模糊逻辑的自适应α-β滤波新算法[J]. 李良群,谢维信,张智超. 系统工程与电子技术. 2013(02)
[3]高动态环境下无数据辅助的扩展Kalman滤波载波跟踪环[J]. 田甜,安建平,王爱华. 电子与信息学报. 2013(01)
[4]基于DSP和FPGA的组合导航系统设计[J]. 孙华,单志明,杨培科. 计算机应用. 2009(S2)
[5]基于矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法[J]. 王新龙,于洁. 中国惯性技术学报. 2009(06)
[6]基于FPGA和ARM的GPS多径实验平台[J]. 黄嘉达,陈佳品,李振波. 计算机工程与设计. 2009(08)
[7]INS/GPS超紧耦合技术研究现状及展望[J]. 黄汛,高启孝,李安,陈永冰,葛德宏. 飞航导弹. 2009(04)
[8]基于扩展卡尔曼滤波器的超紧耦合GPS/INS组合导航系统设计[J]. 孙熙,祖峰,李夏苗. 微电子学与计算机. 2008(06)
[9]基于软件GPS接收机的高动态跟踪环路设计[J]. 胡小平,于海亮,唐康华. 中国惯性技术学报. 2007(06)
[10]基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展现状[J]. 李荣冰,刘建业,曾庆化,华冰. 中国惯性技术学报. 2004(06)
博士论文
[1]GNSS实时矢量跟踪技术研究[D]. 张欣.上海交通大学 2013
[2]MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D]. 叶萍.上海交通大学 2011
[3]星载GNSS/INS超紧组合技术研究[D]. 王立端.上海交通大学 2010
[4]北斗/微惯导组合导航方法研究[D]. 何晓峰.国防科学技术大学 2009
[5]GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D]. 唐康华.国防科学技术大学 2008
[6]MSINS/GPS组合导航系统及其数据融合技术研究[D]. 马云峰.东南大学 2006
[7]MIMU及其与GPS组合系统设计与实验研究[D]. 尚捷.清华大学 2005
硕士论文
[1]跟踪环路在高动态GNSS接收机中的研究和应用[D]. 陆煦.北京邮电大学 2013
[2]MEMS微惯性航姿系统的优化设计与集成技术研究[D]. 王小春.南京航空航天大学 2013
[3]高动态下超紧组合导航系统设计与仿真[D]. 余芩.上海交通大学 2011
[4]GPS/惯性紧组合导航系统研究[D]. 袁俊刚.南京航空航天大学 2011
[5]基于环路卡尔曼估计的惯性/GPS深组合算法研究[D]. 文立.南京航空航天大学 2011
[6]高动态GPS/INS组合导航系统研究[D]. 王朋辉.南京航空航天大学 2010
本文编号：3344943
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