發(fā)布時間：2021-05-12 11:24

　　伴隨著現(xiàn)代導航技術快速發(fā)展,導航系統(tǒng)的種類越來越多,但任何一種導航系統(tǒng)單獨使用時,都會存在一定不足,而采用組合導航技術可提高導航系統(tǒng)的整體性能及可靠性。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng),隨著其投入使用和不斷完善,開展相關應用基礎研究對于推動北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展有重要意義。本文針對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)（SINS）的緊組合導航方法展開研究,并采用容積卡爾曼濾波（CKF）實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。首先,研究了捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的工作原理、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位原理、以及兩種導航系統(tǒng)誤差方程的推導過程。其次,設計了北斗/SINS緊組合導航方案。該方案在緊組合框架下,采用CKF濾波對兩種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行融合,并通過選星算法保證算法精度。同時,為了完成該方案的算法仿真工作,研究了北斗/SINS緊組合導航系統(tǒng)數(shù)學模型的推導過程和CKF的基本原理。第三,采用ADIS16405微慣性測量單元、CNS200北斗衛(wèi)星導航板和PC機搭建北斗/SINS緊組合導航實驗平臺。設計實現(xiàn)了CNS200北斗衛(wèi)星導航板的數(shù)據(jù)采集及解析軟件,該軟件可提供衛(wèi)星的位置、偽距和偽距率等數(shù)據(jù)。第四,基于北斗/SINS緊組... 

【文章來源】：內蒙古工業(yè)大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 相關技術的國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 慣性導航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 GNSS/SINS組合導航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 數(shù)據(jù)融合算法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內容
    1.4 本文的組織結構
第二章 導航系統(tǒng)原理及其誤差分析
    2.1 導航系統(tǒng)的常用坐標系
    2.2 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的原理
        2.2.1 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的基本原理
        2.2.2 四元數(shù)姿態(tài)表示法
        2.2.3 四元數(shù)姿態(tài)解算
        2.2.4 速度解算和位置解算
    2.3 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的誤差分析
        2.3.1 誤差源的組成
        2.3.2 誤差方程的推導
    2.4 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的誤差分析
        2.4.1 誤差源組成
        2.4.2 偽距定位原理
        2.4.3 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的誤差狀態(tài)方程
    2.5 本章小結
第三章 北斗/SINS緊組合導航方案的設計及相關原理
    3.1 北斗/SINS緊組合導航方案的設計
    3.2 北斗/SINS緊組合導航系統(tǒng)數(shù)學模型的推導
        3.2.1 誤差狀態(tài)方程
        3.2.2 誤差量測方程
    3.3 容積卡爾曼濾波的基本原理
        3.3.1 卡爾曼濾波簡介
        3.3.2 容積卡爾曼濾波算法原理
        3.3.3 容積卡爾曼濾波的更新過程
    3.4 本章小結
第四章 北斗/SINS緊組合導航實驗平臺的搭建
    4.1 實驗平臺的組成
    4.2 傳感器的選擇
        4.2.1 微慣性測量單元
        4.2.2 北斗衛(wèi)星導航接收機
    4.3 CNS200數(shù)據(jù)采集及解析軟件的設計與實現(xiàn)
        4.3.1 軟件功能的設計與實現(xiàn)
        4.3.2 數(shù)據(jù)解析程序的編寫
        4.3.3 軟件界面設計及運行結果
    4.4 本章小結
第五章 北斗/SINS緊組合導航算法的實現(xiàn)
    5.1 SINS解算算法的實現(xiàn)
        5.1.1 程序的編寫
        5.1.2 實驗及結果
    5.2 選星算法的實現(xiàn)
        5.2.1 程序的編寫
        5.2.2 實驗及結果
    5.3 北斗/SINS緊組合導航算法的實現(xiàn)
        5.3.1 程序的編寫
        5.3.2 實驗及結果
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]從衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展看我國北斗系統(tǒng)的后發(fā)優(yōu)勢[J]. 何若楓.  長沙航空職業(yè)技術學院學報. 2016(04)
[2]BDS/SINS緊耦合組合導航技術仿真研究[J]. 董淼,宋艷君,夏奇,張國綱.  計算機仿真. 2014(08)
[3]北斗車輛自適應組合導航技術研究[J]. 安利,王同合,趙松,于合理,張洛愷.  信息工程大學學報. 2014(04)
[4]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展、優(yōu)勢及建議[J]. 李鶴峰,黨亞民,秘金鐘,薛樹強.  導航定位學報. 2013(02)
[5]世界幾大衛(wèi)星導航系統(tǒng)的比較[J]. 馬蘭,孔毅,郭思海,宋海英,龐云.  現(xiàn)代測繪. 2011(03)
[6]無跡卡爾曼濾波（UKF）的應用比較分析[J]. 許迅雷.  西安文理學院學報(自然科學版). 2011(02)
[7]MINS/GPS一體化緊組合導航系統(tǒng)[J]. 郭美鳳,林思敏,周斌,呂少麟,劉剛.  中國慣性技術學報. 2011(02)
[8]全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研究與應用[J]. 李忠,張志遠.  甘肅科技. 2011(01)
[9]MEMS-IMU/GPS組合導航系統(tǒng)中坐標系統(tǒng)一的方法研究[J]. 孔祥雷,李杰,杜英.  傳感技術學報. 2010(04)
[10]MEMS儀表慣性組合導航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 蔡春龍,劉翼,劉一薇.  中國慣性技術學報. 2009(05)

博士論文
[1]改進容積卡爾曼濾波及其導航應用研究[D]. 李秋榮.哈爾濱工程大學 2015

碩士論文
[1]GPS/SINS組合導航數(shù)據(jù)融合算法研究[D]. 張潮.鄭州大學 2015
[2]基于MEMS器件的車輛組合導航技術研究[D]. 韓亮.西京學院 2015
[3]GPS/BDS組合相對定位隨機模型研究[D]. 王志平.合肥工業(yè)大學 2015
[4]基于四元數(shù)的高階CKF飛行器姿態(tài)確定算法研究[D]. 武哲民.哈爾濱工程大學 2015
[5]基于CKF的SINS/DVL組合導航系統(tǒng)設計與仿真[D]. 黃鶯.哈爾濱工程大學 2013
[6]基于車載平臺的北斗/SINS緊組合導航系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 張海龍.東北大學 2013
[7]SINS/GPS組合導航數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 苗岳旺.解放軍信息工程大學 2013



本文編號：3183324