基于MEMS-GPS組合導(dǎo)航的無人機導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、MEMS慣性傳感器與GPS的組合導(dǎo)航在實時導(dǎo)航方面的應(yīng)用非常廣泛，尤其對于無人機的導(dǎo)航系統(tǒng)，因其體積較小、靈活輕便的特點，較其它導(dǎo)航方式更為適合。但傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)多不能完全達到無人機導(dǎo)航系統(tǒng)所要求的實時性、可靠性和準確性。本文重點討論了針對無人機的組合導(dǎo)航方案優(yōu)化問題，合理使用GPS的信息來和MEMS-IMU進行組合，最大程度滿足導(dǎo)航系統(tǒng)的要求。
　　本文主要是使用的導(dǎo)航方式是GPS載波相位時間差分與慣導(dǎo)數(shù)據(jù)的緊組合，載波相位時間

2、差分方法使用了高精度的載波相位信息，同時避免了求解整周模糊度這一復(fù)雜過程，提高了系統(tǒng)的實時性;再結(jié)合實時性好、誤差穩(wěn)定，但精度較低、誤差發(fā)散的慣導(dǎo)系統(tǒng)后，可有效抑制慣導(dǎo)誤差，輸出精確的導(dǎo)航信息;但載波相位時間差分定位方法缺少絕對定位，無法抑制慣導(dǎo)位置誤差信息的緩慢累積效應(yīng);為此引入了偽距輔助，在更長周期上為系統(tǒng)提供位置阻尼，組成了偽距/慣導(dǎo)輔助載波相位時間差分的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，消除了各自的缺點，有效提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)性能。
　　此外還

3、探討了基于GPS觀測量得到的高精度速度信息和單天線姿態(tài)信息，建立松組合系統(tǒng)，和載波相位時間差分的緊組合進行對比分析。
　　針對緊組合，建立組合導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計組合導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，分析微慣性傳感器的誤差模型，建立組合導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程，設(shè)計適合導(dǎo)航系統(tǒng)的擴展卡爾曼濾波器，試驗仿真驗證組合導(dǎo)航系統(tǒng)的合理性。又針對松組合進行仿真，分析兩種組合方式的差異，各自的優(yōu)缺點以及適用的環(huán)境。測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的組合導(dǎo)航系統(tǒng)適