SINS/GPS组合导航技术研究与分析
发布时间：2021-01-27 15:08
导航系统的精度和稳定性是衡量一个导航系统好坏的重要指标,在当代导航领域中,各种导航系统发展迅速,同时对导航系统的要求也随之越来越高,单一的导航系统已经难以满足用户的需求。为了提高卫星导航的定位精度以及增强卫星导航的适应能力。本设计提出了一种提出了采用SINS/GPS组合导航系统。该组合导航系统结合了惯性导航系统短期高精度的特点以及卫星导航实时性好的优点,改善了定位精度,形成了自身适应性强,使用灵活,长时间高精度定位的特点。
【文章来源】：电子世界. 2016,(22)
【文章页数】：2 页
【部分图文】：
平台式惯性导航系统
锢砉钩筛??虻ィ?蟠蟮乃跫趿颂寤??銮苛肆榛钚裕??格也随之降低了。导航参数的测定依然是利用陀螺仪以及加速度模块，在进行参数计算之前，必须通过矩阵坐标变换，完成坐标系的统一，以便能在惯性坐标系中完成导航运算。平台式惯性导航系统体积大、质量重，机械结构复杂，可靠性和维护性差，系统性能收到较大制约，成分昂贵，对放置空间有较高的要求。如果能用捷联惯性导航系统代替平台式惯性导航系统，就可以节约到许多不必要的设备，大大的增强导航平台的灵活性。平台式惯性导航系统如图1所示，捷联式惯性导航系统如图2所示。3.SINS/GPS组合系统组合方式SINS和GPS组合构成的SINS/GPS组合系统能够在这个接受机定位解算的过程中起到很到的辅助作用，包括：信号的捕获过程和环路的跟踪过程。首先，利用惯性导航系统作为主要的导航系统，GPS导航系统加以辅助，在载体的运动过程中用GPS信号修正惯性导航系统，可以很好的解决惯性导航系统的初始误差和温度漂移带来的误差，有效的减少了信号失锁和周跳问题。其次，惯性导航系统在提高GPS卫星导航系统的抗干扰能力，增强稳定性上有很大的作用。在一些特殊环境下，卫星信号容易受到影响，会出现无法导航的情况。此时惯性导航系统可以完成导航功能。当GPS信号恢复正常后，惯性导航系统又能向卫星导航系统提供接收机的相关初始信息，包括接收机的位置坐标、速度等参数，这样就可以在较短的时间内完成GPS接收机的启动，从而减少了干扰对系统工作的影响。另外，惯性导航系统输出的位置、速度和载体姿态角等导航信息，可以很好的反映载体的动态行为，进而在环路跟踪的时候增强了跟踪效果，减小回路带宽，从而进一步减弱噪声引起的跟踪误差。图1平台式惯性导航系统图2捷联式惯性导航系统根?
54ELECTRONICSWORLD探索与观察GPS得到的导航信息估计并校正SINS误差，这样能够使SINS一直能够保持较高的导航精度。这种组合模式因具有简单、工程易实现而得到广泛的应用。SINS/GPS松组合模式原理图如图3所示：图3SINS/GPS松组合模式原理图3.2SINS/GPS紧组合模式该组合模式利用伪距和伪距率导航参数，将这些观测到的原始测量值直接送入组合滤波器。这种组合方式在理论和工程应用上进行了实验，实际效果比采取位置、速度组合的松组合要好一些，有效的提高了组合系统的可观测性。SINS/GPS紧组合模式原理图如图4所示：图4SINS/GPS紧组合模式原理图3.3SINS/GPS超紧组合模式该组合模式不仅将观测到伪距、伪距率参数进行组合，还在跟踪环路的过程中将SINS输出的速率信息反馈到跟踪环路。这样不仅增强了组合系统对于环路信号跟踪性能，也能降低失锁情况的发生。SINS/GPS超紧组合模式原理图如图5所示：图5SINS/GPS超紧组合模式原理图3.4SINS/GPS深组合模式该组合模式接收机内部不需要进行信号的跟踪，采用相关器将SINS与GPS接收机输出的导航数据进行融合，这样保证了信号跟踪过程和数据融合是实时同步的，得到的数据每个时刻都是最准确的，所以在理论上讲深组合方式是一种最优的组合方式。SINS/GPS深组合模式原理图如图6所示。在实际应用过程中可以根据对项目和工程的需求，从抗干扰能力、动态性和准确性方面对SINS/GPS各个组合模式进行分析和选择。图6SINS/GPS深组合模式原理图4.SINS/GPS组合定位的发展SINS/GPS组合导航定位技术成为今后导航领域的主要方法是一种趋势。一方面得益于SINS/GPS组合导航的各种优越的性能，比如：稳定性，精确度高，使用灵活，易于安装。另一方面由于各个国家对国家安全的考虑以及对高科技的追求，使得?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型软件接收机定位解算方法[J]. 胡伟华,杨奕飞. 科学技术与工程. 2013(10)
本文编号：3003263
【文章来源】：电子世界. 2016,(22)
【文章页数】：2 页
【部分图文】：
平台式惯性导航系统
锢砉钩筛??虻ィ?蟠蟮乃跫趿颂寤??銮苛肆榛钚裕??格也随之降低了。导航参数的测定依然是利用陀螺仪以及加速度模块，在进行参数计算之前，必须通过矩阵坐标变换，完成坐标系的统一，以便能在惯性坐标系中完成导航运算。平台式惯性导航系统体积大、质量重，机械结构复杂，可靠性和维护性差，系统性能收到较大制约，成分昂贵，对放置空间有较高的要求。如果能用捷联惯性导航系统代替平台式惯性导航系统，就可以节约到许多不必要的设备，大大的增强导航平台的灵活性。平台式惯性导航系统如图1所示，捷联式惯性导航系统如图2所示。3.SINS/GPS组合系统组合方式SINS和GPS组合构成的SINS/GPS组合系统能够在这个接受机定位解算的过程中起到很到的辅助作用，包括：信号的捕获过程和环路的跟踪过程。首先，利用惯性导航系统作为主要的导航系统，GPS导航系统加以辅助，在载体的运动过程中用GPS信号修正惯性导航系统，可以很好的解决惯性导航系统的初始误差和温度漂移带来的误差，有效的减少了信号失锁和周跳问题。其次，惯性导航系统在提高GPS卫星导航系统的抗干扰能力，增强稳定性上有很大的作用。在一些特殊环境下，卫星信号容易受到影响，会出现无法导航的情况。此时惯性导航系统可以完成导航功能。当GPS信号恢复正常后，惯性导航系统又能向卫星导航系统提供接收机的相关初始信息，包括接收机的位置坐标、速度等参数，这样就可以在较短的时间内完成GPS接收机的启动，从而减少了干扰对系统工作的影响。另外，惯性导航系统输出的位置、速度和载体姿态角等导航信息，可以很好的反映载体的动态行为，进而在环路跟踪的时候增强了跟踪效果，减小回路带宽，从而进一步减弱噪声引起的跟踪误差。图1平台式惯性导航系统图2捷联式惯性导航系统根?
54ELECTRONICSWORLD探索与观察GPS得到的导航信息估计并校正SINS误差，这样能够使SINS一直能够保持较高的导航精度。这种组合模式因具有简单、工程易实现而得到广泛的应用。SINS/GPS松组合模式原理图如图3所示：图3SINS/GPS松组合模式原理图3.2SINS/GPS紧组合模式该组合模式利用伪距和伪距率导航参数，将这些观测到的原始测量值直接送入组合滤波器。这种组合方式在理论和工程应用上进行了实验，实际效果比采取位置、速度组合的松组合要好一些，有效的提高了组合系统的可观测性。SINS/GPS紧组合模式原理图如图4所示：图4SINS/GPS紧组合模式原理图3.3SINS/GPS超紧组合模式该组合模式不仅将观测到伪距、伪距率参数进行组合，还在跟踪环路的过程中将SINS输出的速率信息反馈到跟踪环路。这样不仅增强了组合系统对于环路信号跟踪性能，也能降低失锁情况的发生。SINS/GPS超紧组合模式原理图如图5所示：图5SINS/GPS超紧组合模式原理图3.4SINS/GPS深组合模式该组合模式接收机内部不需要进行信号的跟踪，采用相关器将SINS与GPS接收机输出的导航数据进行融合，这样保证了信号跟踪过程和数据融合是实时同步的，得到的数据每个时刻都是最准确的，所以在理论上讲深组合方式是一种最优的组合方式。SINS/GPS深组合模式原理图如图6所示。在实际应用过程中可以根据对项目和工程的需求，从抗干扰能力、动态性和准确性方面对SINS/GPS各个组合模式进行分析和选择。图6SINS/GPS深组合模式原理图4.SINS/GPS组合定位的发展SINS/GPS组合导航定位技术成为今后导航领域的主要方法是一种趋势。一方面得益于SINS/GPS组合导航的各种优越的性能，比如：稳定性，精确度高，使用灵活，易于安装。另一方面由于各个国家对国家安全的考虑以及对高科技的追求，使得?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型软件接收机定位解算方法[J]. 胡伟华,杨奕飞. 科学技术与工程. 2013(10)
本文编号：3003263
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3003263.html
