GNSS和INS導(dǎo)航系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的算法研究.pdf

1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)是一種無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。雖然整個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)造價昂貴，但單個用戶接收機造價便宜，能在廣大民眾中得到普及，且其導(dǎo)航精度不隨時間而降低。但由于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是利用無線電媒介來實現(xiàn)導(dǎo)航，所以在無線電波不能傳播的地方無法實現(xiàn)定位導(dǎo)航功能。在電磁環(huán)境復(fù)雜的情況下(如山區(qū)存在的多路徑干擾、人為施加的電磁干擾)，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能也將受到影響。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是一種不依賴外界的全封閉式導(dǎo)航系統(tǒng)，其具有不依賴外

2、界條件、不怕干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定、短期導(dǎo)航精度高等優(yōu)點，但具有累計誤差和造價昂貴等缺點。鑒于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有優(yōu)勢互補的特性，綜合這兩種導(dǎo)航系航的組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有比它們?nèi)我鈫我幌到y(tǒng)更佳的導(dǎo)航性能。
　　首先，本文以全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為作為研究對象，對其全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理進行系統(tǒng)的了解和研究。在前人研究的基礎(chǔ)上，對衛(wèi)星信號傳輸時間的計算方法進行了改進，與他人研究成果比較，精度有所提高，對高精度靜態(tài)定位導(dǎo)航

3、技術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。設(shè)計了一種可調(diào)階數(shù)的滑動牛頓內(nèi)插計算方法來對衛(wèi)星位置的快速計算方法進行研究，通過對參數(shù)的調(diào)整，在保證衛(wèi)星位置精度的情況下實現(xiàn)了對衛(wèi)星位置的快速計算，為后續(xù)的衛(wèi)星實時解算提供了實時數(shù)據(jù)。然后利用Matlab模擬了包含衛(wèi)星鐘差、電離層誤差和對流層誤差在內(nèi)的GPS中頻數(shù)字信號，并編程驗證了各種衛(wèi)星信號的捕獲和跟蹤算法。
　　然后，本文以捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為例，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理進行分析和研究，在前人研究的基

4、礎(chǔ)上，本文設(shè)計一組飛機機動飛行過程來驗證慣導(dǎo)系統(tǒng)算法的正確性，對慣性元器件進行建模并利用飛機飛行數(shù)據(jù)計算出慣導(dǎo)元器件的輸出數(shù)據(jù)，利用模擬的慣導(dǎo)元器件輸出數(shù)據(jù)進行慣導(dǎo)解算，其結(jié)果表明模擬的慣導(dǎo)系統(tǒng)與實物的慣導(dǎo)系統(tǒng)的功能是一致的。設(shè)計了一種速度差分的載體位置的數(shù)值計算算法，通過對Matlab仿真的結(jié)果分析，得出其具有比沒有進行速度差分計算算法更快的收斂速度。通過對無差分高度載體位置計算算法與差分高度位置計算算法的結(jié)果進行對比分析，得出載體高