GPS/BD-DR组合导航系统优化设计与实现

发布时间：2025-03-30 03:32

　　随着我国经济的高速发展,社会生活与生产各个领域对导航定位技术的要求不断提高,特别是城市交通、现代物流和高速轨道交通等领域对高精度、高可靠性的低成本定位技术的需求不断扩大。组合导航系统因其自身优势而逐渐成为定位导航技术的主要发展趋势,并在军事和民用的多个领域得到广泛应用,形成了新的研究热点。 本文通过对不同组合导航系统导航原理、系统组成和组合方式的分析,综合考虑了定位精度、系统可靠性、经济成本和技术实现等方面的因素,提出了一种基于卫星定位和航位推算(Dead Reckoning, DR)技术的车载组合导航系统设计方案。在卫星定位系统中,本方案增加了北斗卫星导航系统(BD Navigation Satellite System)对全球定位系统(Global Positioning System, GPS)进行补充,增强了卫星定位系统的定位精度和定位连续性,同时进一步提高了卫星定位系统的安全性。在航位推算系统中,提出了一种改进的双加速度计单陀螺仪单倾角传感器的传感器组合方案,改善了航位推算系统的精度。采用了双CPu结构体系的运算控制模块,提高了组合导航系统的可靠性和实时运算性能。通过基于“...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景与目的
    1.2 基本导航原理
    1.3 主要工作与结构安排
        1.3.1 本课题主要工作
        1.3.2 本文结构安排
第2章 组合导航原理及系统总体设计
    2.1 组合导航系统主要组合方式
        2.1.1 切换式组合方式
        2.1.2 信息融合组合方式
    2.2 组合导航系统的误差源
        2.2.1 卫星定位系统的误差源
        2.2.2 航位推算系统的误差源
    2.3 系统总体设计思路
        2.3.1 运算与控制模块
        2.3.2 组合传感器模块
        2.3.3 卫星接收及电源模块
    2.4 本章小结
第3章 组合导航系统数据滤波及融合
    3.1 卡尔曼滤波简介
        3.1.1 卡尔曼滤波的基本思想
        3.1.2 卡尔曼滤波的特点
        3.1.3 集中式与分容式卡尔曼滤波
    3.2 标准卡尔曼滤波
    3.3 系统机动模型
        3.3.1 匀速(CV)模型和匀加速(CA)模型
        3.3.2 辛格(singer)模型
        3.3.3 “当前”统计模型
    3.4 组合导航系统数据融合算法
        3.4.1 组合导航系统联合卡尔曼滤波器设计
        3.4.2 组合导航系统状态方程
        3.4.3 组合导航系统观测方程
        3.4.4 组合导航系统卡尔曼滤波
        3.4.5 信息分配因子的自适应算法
    3.5 本章小结
第4章 组合导航系统软硬件设计
    4.1 系统硬件设计
        4.1.1 主控制器电路设计
        4.1.2 从控制器电路设计
        4.1.3 卫星导航子系统电路设计
        4.1.4 航位推算子系统电路设计
    4.2 组合导航系统嵌入式软件设计
        4.2.1 组合导航系统数据预处理
        4.2.2 组合导航系统数据同步与更新
        4.2.3 嵌入式程序流程
    4.3 上位机软件设计
    4.4 本章小结
第5章 组合导航系统性能测试
    5.1 联合卡尔曼滤波仿真测试
    5.2 系统静态测试
    5.3 整体性能实地测试
        5.3.1 低速测试
        5.3.2 高速列车测试
    5.4 双加速计性能分析
    5.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及专利



本文编号：4038126