基于SINS/北斗的组合导航技术研究
发布时间：2022-02-19 10:15
与单一的导航系统相比,在应对严苛环境,载体高动态机动等工程实际问题上,组合导航系统有着更卓越的性能;而信息融合作为其核心,滤波效果会直接影响系统的稳定性和精度。由于组合导航系统在现实中通常具有强非线性,因此从理论上来讲,适用于强非线性系统的滤波器才是其用以进行信息融合的最优选。本文将研究的核心定位于SINS/北斗组合导航系统的信息融合部分,主要做了以下几方面工作:1.对北斗系统及SINS工作原理的研究;同时结合工程实际分析其误差来源,并建立二者的误差模型。2.对SINS及北斗系统组合模式的研究;探讨松组合与紧组合的工作原理,并设计SINS/北斗紧组合系统的信息融合模型。3.对非线性滤波算法的研究;深入探讨EKF、PF、APF、RPF的理论基础及实现方式。通过对粒子滤波的缺陷及其现有改进方式的分析,提出一种基于似然分布自适应调整的正则化粒子滤波算法（ALD-RPF）,通过增大似然及先验分布的共有部分,达到提升有效样本数的目的,进而改善状态估计。接着对上述五种算法在非静态增长模型中进行仿真,并对其性能进行全方位的比对。4.在SINS/北斗紧组合仿真系统中分别采用EKF、RPF、ALD-RP...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 北斗卫星导航系统发展概况
1.2.2 捷联惯性导航系统发展概况
1.2.3 GNSS/SINS组合导航系统研究现状
1.2.4 粒子滤波算法研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 论文章节编排
第二章 SINS/北斗组合导航系统工作原理
2.1 常用坐标系及坐标系的转换
2.1.1 常用坐标系
2.1.2 坐标系的互相转换
2.2 北斗卫星导航系统(BDS)
2.2.1 北斗卫星导航系统概述
2.2.2 北斗卫星导航系统基本原理
2.2.3 北斗卫星导航系统误差分析
2.3 捷联惯性导航系统(SINS)
2.3.1 捷联惯性导航系统基本原理
2.3.2 捷联惯性导航系统误差分析
2.4 SINS/北斗组合导航系统组合方式
2.4.1 松组合
2.4.2 紧组合
第三章 SINS/北斗组合导航系统中滤波算法的研究
3.1 贝叶斯滤波算法
3.1.1 贝叶斯定理
3.1.2 递推贝叶斯算法
3.2 扩展卡尔曼滤波算法
3.3 蒙特卡罗积分
3.4 粒子滤波算法
3.4.1 粒子滤波概述
3.4.2 序贯重要性采样算法
3.4.3 粒子退化及重采样思想
3.4.4 重要性密度函数的选取
3.4.5 标准粒子滤波算法
3.4.6 辅助粒子滤波
3.4.7 正则化粒子滤波
3.5 基于似然分布自适应调整的正则化粒子滤波
3.6 算法性能仿真分析
3.6.1 算法性能验证仿真系统模型
3.6.2 仿真结果分析
第四章 ALD-RPF在SINS/北斗组合导航系统中的应用
4.1 SINS/北斗组合导航系统数学模型
4.1.1 SINS/北斗紧组合导航系统状态方程
4.1.2 SINS/北斗紧组合导航系统观测方程
4.1.3 紧组合系统模型
4.2 SINS/北斗组合导航系统仿真
4.2.1 紧组合仿真系统构建
4.2.2 仿真流程设计
4.3 紧组合EKF、RPF、ALD-RPF滤波及仿真结果对比分析
4.3.1 EKF、RPF、ALD-RPF在SINS/北斗紧组合中的应用
4.3.2 紧组合算法性能验证及仿真结果对比分析
第五章 结束语
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Wiener系统的变聚点样条逼近递推贝叶斯算法[J]. 景绍学,李正明. 控制理论与应用. 2017(01)
[2]基于组合导航系统的非线性高斯滤波算法[J]. 王硕,宋申民,于浛,史小平. 控制与决策. 2016(09)
[3]扩展卡尔曼滤波与粒子滤波性能对比[J]. 薛长虎,聂桂根,汪晶. 测绘通报. 2016(04)
[4]基于三阶和四阶龙格库塔法的GM（1,1）模型优化及应用[J]. 沈艳,张丽玲,张琦智,底大钧. 数学的实践与认识. 2016(07)
[5]机载惯性导航技术综述[J]. 雷宏杰,张亚崇. 航空精密制造技术. 2016(01)
[6]捷联惯性/卫星超紧组合导航技术综述与展望[J]. 李子月,张林,陈善秋,杨春宁,马龙华. 系统工程与电子技术. 2016(04)
[7]基于似然分布的样本数自适应UPF算法[J]. 高怡,高雅,高社生. 中国惯性技术学报. 2015(05)
[8]北斗基本导航电文定义与使用方法[J]. 刘利,时鑫,栗靖,赵金贤,郭睿,吴晓莉,何峰. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(07)
[9]基于UKF的北斗/SINS组合导航系统研究[J]. 管军,易文俊,常思江,袁丹丹,孙蕾. 弹道学报. 2015(01)
[10]基于全局采样的RBUPF及其在组合导航中的应用[J]. 朱立新,孟,马春来. 弹箭与制导学报. 2014(05)
博士论文
[1]非线性Bayesian滤波及其在SINS/GPS紧耦合导航中的应用研究[D]. 张召友.哈尔滨工程大学 2013
[2]北斗卫星导航系统精密定位理论方法研究与实现[D]. 周巍.解放军信息工程大学 2013
[3]粒子滤波算法及其应用研究[D]. 梁军.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]GPS/SINS紧组合导航系统中若干问题的研究[D]. 陈敬敬.北京理工大学 2016
[2]SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 王菲.北京理工大学 2015
[3]北斗/GPS双模定位关键技术研究[D]. 李亚飞.中国地质大学（北京） 2014
[4]基于粒子滤波的INS/GPS组合导航数据融合及故障诊断[D]. 纪龙.南京航空航天大学 2013
[5]导航卫星轨道控制方法研究[D]. 彭成龙.国防科学技术大学 2013
[6]SINS/GPS组合导航数据处理方法研究[D]. 苗岳旺.解放军信息工程大学 2013
[7]北斗卫星导航系统定位算法研究和GDOP分析[D]. 赵彦青.哈尔滨工程大学 2013
[8]北斗/INS组合导航信息融合滤波算法研究[D]. 李家森.哈尔滨工程大学 2013
[9]超视距空空导弹导航精度分析及误差分配技术研究[D]. 司宏源.上海交通大学 2012
[10]北斗/SINS组合导航系统研究[D]. 张光理.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3632716
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 北斗卫星导航系统发展概况
1.2.2 捷联惯性导航系统发展概况
1.2.3 GNSS/SINS组合导航系统研究现状
1.2.4 粒子滤波算法研究现状
1.3 主要研究内容
1.4 论文章节编排
第二章 SINS/北斗组合导航系统工作原理
2.1 常用坐标系及坐标系的转换
2.1.1 常用坐标系
2.1.2 坐标系的互相转换
2.2 北斗卫星导航系统(BDS)
2.2.1 北斗卫星导航系统概述
2.2.2 北斗卫星导航系统基本原理
2.2.3 北斗卫星导航系统误差分析
2.3 捷联惯性导航系统(SINS)
2.3.1 捷联惯性导航系统基本原理
2.3.2 捷联惯性导航系统误差分析
2.4 SINS/北斗组合导航系统组合方式
2.4.1 松组合
2.4.2 紧组合
第三章 SINS/北斗组合导航系统中滤波算法的研究
3.1 贝叶斯滤波算法
3.1.1 贝叶斯定理
3.1.2 递推贝叶斯算法
3.2 扩展卡尔曼滤波算法
3.3 蒙特卡罗积分
3.4 粒子滤波算法
3.4.1 粒子滤波概述
3.4.2 序贯重要性采样算法
3.4.3 粒子退化及重采样思想
3.4.4 重要性密度函数的选取
3.4.5 标准粒子滤波算法
3.4.6 辅助粒子滤波
3.4.7 正则化粒子滤波
3.5 基于似然分布自适应调整的正则化粒子滤波
3.6 算法性能仿真分析
3.6.1 算法性能验证仿真系统模型
3.6.2 仿真结果分析
第四章 ALD-RPF在SINS/北斗组合导航系统中的应用
4.1 SINS/北斗组合导航系统数学模型
4.1.1 SINS/北斗紧组合导航系统状态方程
4.1.2 SINS/北斗紧组合导航系统观测方程
4.1.3 紧组合系统模型
4.2 SINS/北斗组合导航系统仿真
4.2.1 紧组合仿真系统构建
4.2.2 仿真流程设计
4.3 紧组合EKF、RPF、ALD-RPF滤波及仿真结果对比分析
4.3.1 EKF、RPF、ALD-RPF在SINS/北斗紧组合中的应用
4.3.2 紧组合算法性能验证及仿真结果对比分析
第五章 结束语
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Wiener系统的变聚点样条逼近递推贝叶斯算法[J]. 景绍学,李正明. 控制理论与应用. 2017(01)
[2]基于组合导航系统的非线性高斯滤波算法[J]. 王硕,宋申民,于浛,史小平. 控制与决策. 2016(09)
[3]扩展卡尔曼滤波与粒子滤波性能对比[J]. 薛长虎,聂桂根,汪晶. 测绘通报. 2016(04)
[4]基于三阶和四阶龙格库塔法的GM（1,1）模型优化及应用[J]. 沈艳,张丽玲,张琦智,底大钧. 数学的实践与认识. 2016(07)
[5]机载惯性导航技术综述[J]. 雷宏杰,张亚崇. 航空精密制造技术. 2016(01)
[6]捷联惯性/卫星超紧组合导航技术综述与展望[J]. 李子月,张林,陈善秋,杨春宁,马龙华. 系统工程与电子技术. 2016(04)
[7]基于似然分布的样本数自适应UPF算法[J]. 高怡,高雅,高社生. 中国惯性技术学报. 2015(05)
[8]北斗基本导航电文定义与使用方法[J]. 刘利,时鑫,栗靖,赵金贤,郭睿,吴晓莉,何峰. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2015(07)
[9]基于UKF的北斗/SINS组合导航系统研究[J]. 管军,易文俊,常思江,袁丹丹,孙蕾. 弹道学报. 2015(01)
[10]基于全局采样的RBUPF及其在组合导航中的应用[J]. 朱立新,孟,马春来. 弹箭与制导学报. 2014(05)
博士论文
[1]非线性Bayesian滤波及其在SINS/GPS紧耦合导航中的应用研究[D]. 张召友.哈尔滨工程大学 2013
[2]北斗卫星导航系统精密定位理论方法研究与实现[D]. 周巍.解放军信息工程大学 2013
[3]粒子滤波算法及其应用研究[D]. 梁军.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]GPS/SINS紧组合导航系统中若干问题的研究[D]. 陈敬敬.北京理工大学 2016
[2]SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 王菲.北京理工大学 2015
[3]北斗/GPS双模定位关键技术研究[D]. 李亚飞.中国地质大学（北京） 2014
[4]基于粒子滤波的INS/GPS组合导航数据融合及故障诊断[D]. 纪龙.南京航空航天大学 2013
[5]导航卫星轨道控制方法研究[D]. 彭成龙.国防科学技术大学 2013
[6]SINS/GPS组合导航数据处理方法研究[D]. 苗岳旺.解放军信息工程大学 2013
[7]北斗卫星导航系统定位算法研究和GDOP分析[D]. 赵彦青.哈尔滨工程大学 2013
[8]北斗/INS组合导航信息融合滤波算法研究[D]. 李家森.哈尔滨工程大学 2013
[9]超视距空空导弹导航精度分析及误差分配技术研究[D]. 司宏源.上海交通大学 2012
[10]北斗/SINS组合导航系统研究[D]. 张光理.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3632716
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3632716.html
