北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是我國自主建設(shè)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),能夠提供載體準(zhǔn)確的位置和導(dǎo)航信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）因其動態(tài)響應(yīng)特性好、不易受干擾的特點,在日常生活占據(jù)一定的地位。組合導(dǎo)航就是把兩種或兩種以上的系統(tǒng)結(jié)合在一起實現(xiàn)優(yōu)勢互補的技術(shù)。在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中,濾波算法的精度占據(jù)著重要的地位。傳統(tǒng)的卡爾曼濾波在導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛,但是算法只能在線性系統(tǒng)中,并且是系統(tǒng)模型和量測模型都十分確定的情況下,才能得到最佳的濾波效果。但是,在實際的工程應(yīng)用中,很難滿足這些條件。本文以慣導(dǎo)融合思想為基礎(chǔ),提出一種PID自適應(yīng)卡爾曼濾波算法。該算法首先融合加速度計和陀螺儀解算的實時角度值,同時利用PID控制器抑制誤差波動并把抑制后數(shù)值作為量測數(shù)據(jù);陀螺儀數(shù)據(jù)作為狀態(tài)數(shù)據(jù),構(gòu)建帶有自適應(yīng)系數(shù)的濾波方程,同時給出了詳盡的理論分析過程,依靠算法,最后得到可信的姿態(tài)定位信息。經(jīng)過采集數(shù)據(jù)的驗證,證明了新算法能改進了卡爾曼濾波算法的不足。本文針對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）/捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）組合導(dǎo)航系統(tǒng)中,更準(zhǔn)確的解出位置、速度信息的問題,提出了一種改進的Sage-Husa自適應(yīng)濾波算法,... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

北斗系統(tǒng)局部（5GEO/5IGSO/4MEO）衛(wèi)星運動軌跡Fig1.1MotiontrajectoryofBeidouRegionalSystem(5GEO/5IGSO/4MEO)satellite

YeXe L圖 2.1 地球坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系Fig 2.1 Earth coordinate system and geographical coordinate system物體坐標(biāo)系（b 系）b b b bO x y z :載體來說，載體的質(zhì)心定為此坐標(biāo)系的原點，bx 軸和by 軸一中，載體的右方位為bx 軸，by 軸沿載體縱軸方向并指向前，上。b b b bO x y z 坐標(biāo)系構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系，當(dāng)物體沒有俯仰、傾面，bz 軸沿垂線指向天頂。物體坐標(biāo)系相對于地理坐標(biāo)系所態(tài)角來表示，分別為俯仰角 、橫滾角 和航向角 。選取參考坐標(biāo)系為地理坐標(biāo)系按照“東北天（ENU）”的次序 b 系。

接收機到衛(wèi)星的幾何距離可下式求解出：2 2 2( ) ( ) ( )i i i i j X X Y Y Z Z c t上式可知，一顆衛(wèi)星對應(yīng)北斗接收機坐標(biāo)的一個偽距方程，如果接或是四顆以上的可見的衛(wèi)星的有用的測量值，簡單的說，求解出四四個未知量，包括接收機的坐標(biāo) ( X ,Y ,Z )和時間偏差j t四個未知北斗定位就是三角定理，通過三角關(guān)系推算出北斗接收機的相對正( , , )，以上未知量也叫作狀態(tài)變量。求解方程組即可得到四個：2123242 2 21 1 12 2 22 22 2 23 3 32 24 4 4( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )jjjjX X Y Y Z Z c tX X Y Y Z Z c tX X Y Y Z Z c tX X Y Y Z Z c t 斗定位示意圖如下圖所示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超級航姿中基于變閾值判據(jù)的自適應(yīng)Kalman濾波[J]. 謝祖輝,楊功流,于東康,李壯.  壓電與聲光. 2019(02)
[2]INS/GPS組合導(dǎo)航的混合式濾波算法[J]. 韓斌子,胡柏青.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(24)
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的INS/GPS組合導(dǎo)航誤差補償研究[J]. 鮑泳林,李皓,袁鳴,董嚴(yán).  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2019(02)
[4]改進的擴展卡爾曼濾波算法研究[J]. 賀軍義,李男男,安葳鵬.  測控技術(shù). 2018(12)
[5]慣性導(dǎo)航與衛(wèi)星導(dǎo)航組合定位精度分析及仿真[J]. 周俊,王琳,徐永強,黃海,李梟楠.  無線電工程. 2018(12)
[6]基于BDS/INS的列車組合定位算法研究[J]. 李衛(wèi)東,張悅.  電子測量技術(shù). 2018(18)
[7]EKF與互補融合濾波在姿態(tài)解算中的研究[J]. 王見,馬建林.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2018(08)
[8]基于四元數(shù)的PID改進型互補濾波算法[J]. 朱科風(fēng),周慶華,王廣鵬,王樂,林思宇.  智能計算機與應(yīng)用. 2018(03)
[9]基于慣性導(dǎo)航的室內(nèi)定位誤差修正算法[J]. 陳國通,王小娜,張曉旭,許文倩,張璞.  河北工業(yè)科技. 2018(03)
[10]組合導(dǎo)航抗差自適應(yīng)卡爾曼濾波[J]. 付心如,孫偉,徐愛功,丁偉,段順利.  測繪科學(xué). 2018(01)

碩士論文
[1]GPS/INS組合導(dǎo)航監(jiān)控管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 傅麗娟.合肥工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3507763