高精度MEMS INS-GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著 MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）器件的發(fā)展，高精度、低成本、小體積的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，來(lái)滿足不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)應(yīng)用。本課題中以石英音叉陀螺、石英振梁加速度計(jì)為慣性元器件，組合 GPS、地磁等傳感器，設(shè)計(jì)一個(gè)高精度的微小型組合導(dǎo)航系統(tǒng)，可滿足無(wú)人機(jī)、航彈等系統(tǒng)的導(dǎo)航需求。本文的主要工作如下：
　　1、系統(tǒng)硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)以 FPGA作為數(shù)據(jù)采集處理器，將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP

2、內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)航解算工作。完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電源電路設(shè)計(jì)，包括 FPGA及DSP最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，在FPGA內(nèi)部完成各傳感器數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)、完成 FPGA與DSP雙處理器的通信設(shè)計(jì)，完成DSP內(nèi)部底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)等。
　　2、MEMS傳感器誤差模型建立與誤差補(bǔ)償。分析 MEMS慣性傳感器的誤差來(lái)源，建立其誤差標(biāo)定模型，利用三軸轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)定。利用溫箱控制系統(tǒng)溫度，擬合傳感器輸出與溫度之間的關(guān)系，以此減小慣性傳感器因溫度而引起的零偏等參數(shù)變化

3、的影響。為了減小地磁傳感器的誤差，提出了基于橢圓或橢球擬合的地磁補(bǔ)償方法。
　　3、組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法實(shí)現(xiàn)。MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（MINS）內(nèi)部的積分運(yùn)算帶來(lái)的誤差會(huì)隨著時(shí)間的推移而增大。為了得到系統(tǒng)實(shí)時(shí)穩(wěn)定的導(dǎo)航信息，引入 GPS航向及速度等信息對(duì) MINS的速度和位置信息進(jìn)行修正，建立組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波模型，給出了系統(tǒng)EKF濾波算法的具體實(shí)現(xiàn)方法，并通過(guò)仿真分析驗(yàn)證。
　　4、系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證。在實(shí)際系統(tǒng)完成后分別進(jìn)行了靜態(tài)精度