基于北斗/GPS/SINS组合导航的靶弹位置算法研究
发布时间：2021-12-30 07:58
靶弹位置的追踪实际上就是靶弹内置的导航模块通过一定的传感器信号，解算出自身的具体地理位置信息的过程，解算出来的位置信息通过靶弹的内置通信模块把位置信息发送出去。本研究依托两大卫星导航系统，结合捷联惯性导航重点对目标靶弹的位置追踪的算法进行模型分析及仿真验证。然后分析捷联惯性导航及组合导航的误差来源，应用信息融合算法，采用线性卡尔曼滤波对北斗/GPS/SINS捷联惯性组合导航各组合方式算法进行了数字仿真，使系统性能得到优化，减小了惯性导航系统的固有误差，分析各种组合方式仿真结果对惯性导航系统的影响。最后讨论惯性导航在失星的情况下系统的定位精度分析。
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 靶弹的国内外发展现状
1.1.2 靶弹的分类
1.2 北斗/GPS 导航的发展及现状
1.3 捷联惯性导航系统的发展及现状
1.4 论文的创新点及主要研究内容
1.4.1 论文的创新点
1.4.2 论文的主要研究内容
第二章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统
2.1 常用的导航坐标系及其转换关系
2.1.1 常用的导航坐标系
2.1.2 常用坐标系间的转换关系
2.2 捷联惯性导航系统
2.2.1 惯性导航系统
2.2.2 捷联惯性导航系统的基本工作原理
2.2.3 捷联惯性导航系统的姿态矩阵计算
2.2.4 捷联惯性导航系统载体的位置速度计算
2.2.5 捷联惯性导航系统算法
2.2.6 捷联惯性导航系统的误差分析
2.3 北斗卫星导航系统 BD
2.3.1 北斗的坐标及时钟系统
2.3.2 北斗的信号规范及信号特性
2.3.3 北斗卫星导航系统的导航电文
2.3.4 北斗卫星导航系统的功能优势
2.4 全球卫星定位系统 GPS
2.4.1 GPS 导航系统的坐标及时钟系统
2.4.2 GPS 信号结构及导航电文
2.4.3 靶弹内接收机的位置解算
第三章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统兼容性及数据融合
3.1 北斗/GPS/SINS 组合导航系统的组合模式
3.1.1 北斗/GPS/SINS 位置速度定位组合模式
3.1.2 北斗/GPS/SINS 伪距伪距率组合模式
3.2 北斗/GPS 兼容性及定位精度分析
3.2.1 北斗/GPS 双模兼容性
3.2.2 系统定位精度分析
3.3 组合导航系统数据融合办法
3.3.1 线性卡尔曼滤波
3.3.1.1 随机线性卡尔曼滤波基本方程
3.3.1.2 联邦卡尔曼滤波 FKF
3.3.2 非线性卡尔曼滤波
3.3.2.1 扩展卡尔曼滤波 EKF
3.3.2.2 无迹卡尔曼滤波 UKF
3.3.2.3 直接卡尔曼滤波与间接卡尔曼滤波
第四章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统误差模型及其仿真
4.1 靶弹飞行轨迹发生器
4.1.1 姿态数据生成
4.1.2 轨迹数据生成
4.2 北斗/GPS/SINS 组合系统位置速度模型及其仿真
4.2.1 北斗/GPS/SINS 松组合导航系统位置速度误差模型
4.2.1.1 北斗/GPS/SINS 松组合系统状态方程
4.2.1.2 北斗/GPS/SINS 松组合系统量测方程
4.2.2 系统性能仿真
4.3 北斗/SINS 组合导航系统仿真分析
4.4 GPS/SINS 组合导航系统仿真分析
第五章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统在失星时的精度分析
5.1 北斗/GPS/SINS 组合导航系统失星情况分类
5.2 各失星状态时定位精度分析
5.2.1 北斗/GPS/SINS 系统失去北斗卫星情况下的系统分析
5.2.2 北斗/GPS/SINS 系统失去 GPS 卫星情况下的系统分析
5.3 各失星状态下的系统对比分析
第六章 全文总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SINS/GPS紧组合与松组合导航系统性能仿真分析[J]. 王君帅,王新龙. 航空兵器. 2013(02)
[2]卫星信号失效条件下SINS/GPS不同组合方式的性能比较[J]. 许刚,黄国荣,彭兴钊,薛冬,高圆. 计算机应用研究. 2012(10)
[3]基于四元数的MARG传感器姿态测量算法[J]. 刘兴川,张盛,李丽哲,林孝康. 清华大学学报(自然科学版). 2012(05)
[4]SINS/GPS/EMC组合导航系统信息融合技术研究[J]. 徐景硕,沈鹏. 宇航计测技术. 2009(02)
[5]北斗卫星导航定位系统应用现状分析[J]. 唐金元,于潞,王思臣. 全球定位系统. 2008(02)
[6]北斗卫星导航定位系统的功能原理与前景展望[J]. 刘传润. 中国水运(学术版). 2008(01)
[7]GPS/INS组合导航系统松、紧耦合性能比较[J]. 周星伶. 航空电子技术. 2007(04)
[8]一种迭代的GPS/INS组合导航滤波算法[J]. 高为广,崔先强. 测绘科学技术学报. 2007(06)
[9]北斗卫星导航系统发展综述[J]. 吕伟,朱建军. 地矿测绘. 2007(03)
[10]惯性导航技术的发展及其应用[J]. 周徐昌,沈建森. 兵工自动化. 2006(09)
博士论文
[1]捷联惯性导航系统关键技术研究[D]. 杨艳娟.哈尔滨工程大学 2001
硕士论文
[1]GPS/SINS组合导航系统在自寻的导弹中的应用研究[D]. 吴凤柱.南昌航空大学 2013
[2]GPS/SINS组合导航系统应用研究[D]. 张晓亮.南京理工大学 2013
[3]卡尔曼滤波在组合导航系统中的应用研究[D]. 付俐芳.昆明理工大学 2012
[4]北斗和GPS双星模式下提高定位精度方法的研究[D]. 张赢硕.沈阳航空航天大学 2012
[5]信息融合技术在组合导航系统中的应用研究[D]. 陈勇.南京理工大学 2007
[6]卡尔曼滤波在INS/GPS组合导航中的应用研究[D]. 李大威.中北大学 2006
[7]GPS/SINS组合导航系统滤波算法研究[D]. 赵俊梅.中北大学 2006
[8]捷联惯导系统仿真算法的研究及其实现[D]. 赵玉霞.大连理工大学 2005
[9]GPS与捷联惯导组合导航系统研究[D]. 杜习奇.南京理工大学 2004
本文编号：3557786
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 靶弹的国内外发展现状
1.1.2 靶弹的分类
1.2 北斗/GPS 导航的发展及现状
1.3 捷联惯性导航系统的发展及现状
1.4 论文的创新点及主要研究内容
1.4.1 论文的创新点
1.4.2 论文的主要研究内容
第二章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统
2.1 常用的导航坐标系及其转换关系
2.1.1 常用的导航坐标系
2.1.2 常用坐标系间的转换关系
2.2 捷联惯性导航系统
2.2.1 惯性导航系统
2.2.2 捷联惯性导航系统的基本工作原理
2.2.3 捷联惯性导航系统的姿态矩阵计算
2.2.4 捷联惯性导航系统载体的位置速度计算
2.2.5 捷联惯性导航系统算法
2.2.6 捷联惯性导航系统的误差分析
2.3 北斗卫星导航系统 BD
2.3.1 北斗的坐标及时钟系统
2.3.2 北斗的信号规范及信号特性
2.3.3 北斗卫星导航系统的导航电文
2.3.4 北斗卫星导航系统的功能优势
2.4 全球卫星定位系统 GPS
2.4.1 GPS 导航系统的坐标及时钟系统
2.4.2 GPS 信号结构及导航电文
2.4.3 靶弹内接收机的位置解算
第三章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统兼容性及数据融合
3.1 北斗/GPS/SINS 组合导航系统的组合模式
3.1.1 北斗/GPS/SINS 位置速度定位组合模式
3.1.2 北斗/GPS/SINS 伪距伪距率组合模式
3.2 北斗/GPS 兼容性及定位精度分析
3.2.1 北斗/GPS 双模兼容性
3.2.2 系统定位精度分析
3.3 组合导航系统数据融合办法
3.3.1 线性卡尔曼滤波
3.3.1.1 随机线性卡尔曼滤波基本方程
3.3.1.2 联邦卡尔曼滤波 FKF
3.3.2 非线性卡尔曼滤波
3.3.2.1 扩展卡尔曼滤波 EKF
3.3.2.2 无迹卡尔曼滤波 UKF
3.3.2.3 直接卡尔曼滤波与间接卡尔曼滤波
第四章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统误差模型及其仿真
4.1 靶弹飞行轨迹发生器
4.1.1 姿态数据生成
4.1.2 轨迹数据生成
4.2 北斗/GPS/SINS 组合系统位置速度模型及其仿真
4.2.1 北斗/GPS/SINS 松组合导航系统位置速度误差模型
4.2.1.1 北斗/GPS/SINS 松组合系统状态方程
4.2.1.2 北斗/GPS/SINS 松组合系统量测方程
4.2.2 系统性能仿真
4.3 北斗/SINS 组合导航系统仿真分析
4.4 GPS/SINS 组合导航系统仿真分析
第五章 北斗/GPS/SINS 组合导航系统在失星时的精度分析
5.1 北斗/GPS/SINS 组合导航系统失星情况分类
5.2 各失星状态时定位精度分析
5.2.1 北斗/GPS/SINS 系统失去北斗卫星情况下的系统分析
5.2.2 北斗/GPS/SINS 系统失去 GPS 卫星情况下的系统分析
5.3 各失星状态下的系统对比分析
第六章 全文总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]SINS/GPS紧组合与松组合导航系统性能仿真分析[J]. 王君帅,王新龙. 航空兵器. 2013(02)
[2]卫星信号失效条件下SINS/GPS不同组合方式的性能比较[J]. 许刚,黄国荣,彭兴钊,薛冬,高圆. 计算机应用研究. 2012(10)
[3]基于四元数的MARG传感器姿态测量算法[J]. 刘兴川,张盛,李丽哲,林孝康. 清华大学学报(自然科学版). 2012(05)
[4]SINS/GPS/EMC组合导航系统信息融合技术研究[J]. 徐景硕,沈鹏. 宇航计测技术. 2009(02)
[5]北斗卫星导航定位系统应用现状分析[J]. 唐金元,于潞,王思臣. 全球定位系统. 2008(02)
[6]北斗卫星导航定位系统的功能原理与前景展望[J]. 刘传润. 中国水运(学术版). 2008(01)
[7]GPS/INS组合导航系统松、紧耦合性能比较[J]. 周星伶. 航空电子技术. 2007(04)
[8]一种迭代的GPS/INS组合导航滤波算法[J]. 高为广,崔先强. 测绘科学技术学报. 2007(06)
[9]北斗卫星导航系统发展综述[J]. 吕伟,朱建军. 地矿测绘. 2007(03)
[10]惯性导航技术的发展及其应用[J]. 周徐昌,沈建森. 兵工自动化. 2006(09)
博士论文
[1]捷联惯性导航系统关键技术研究[D]. 杨艳娟.哈尔滨工程大学 2001
硕士论文
[1]GPS/SINS组合导航系统在自寻的导弹中的应用研究[D]. 吴凤柱.南昌航空大学 2013
[2]GPS/SINS组合导航系统应用研究[D]. 张晓亮.南京理工大学 2013
[3]卡尔曼滤波在组合导航系统中的应用研究[D]. 付俐芳.昆明理工大学 2012
[4]北斗和GPS双星模式下提高定位精度方法的研究[D]. 张赢硕.沈阳航空航天大学 2012
[5]信息融合技术在组合导航系统中的应用研究[D]. 陈勇.南京理工大学 2007
[6]卡尔曼滤波在INS/GPS组合导航中的应用研究[D]. 李大威.中北大学 2006
[7]GPS/SINS组合导航系统滤波算法研究[D]. 赵俊梅.中北大学 2006
[8]捷联惯导系统仿真算法的研究及其实现[D]. 赵玉霞.大连理工大学 2005
[9]GPS与捷联惯导组合导航系统研究[D]. 杜习奇.南京理工大学 2004
本文编号：3557786
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