基于車載的GPS-INS組合導航定位系統(tǒng)的關鍵技術研究.pdf

1、目前，導航系統(tǒng)已經從單一傳感器類型系統(tǒng)發(fā)展到組合導航系統(tǒng)，將多種類型的傳感器進行優(yōu)化配置、性能互補，使得系統(tǒng)的精度和可靠性都有了很大的提高。以慣性導航系統(tǒng)(INS)和全球定位導航系統(tǒng)(GPS)構造的組合導航系統(tǒng)是最主要的組合方式，其信息融合技術成為導航研究的熱點。本文完成了一套車載GPS/INS組合導航系統(tǒng)的設計，包括基于嵌入式PC104總線結構的計算機平臺、導航算法以及相關的測試驗證實驗。其中，所設計的嵌入式組合導航系統(tǒng)平臺具有智能多

2、串口通訊功能和外部傳感器數據采集智能時間同步功能;針對車載導航的應用背景，所設計組合導航系統(tǒng)的信息融合算法實現了車載無縫導航的持續(xù)工作能力。
　　本論文研究工作如下:
　　1.對車載GPS/INS組合導航系統(tǒng)的總體設計進行了研究，包括系統(tǒng)的組合方案、硬件設計方案與軟件設計方案。
　　2.設計了基于PC104體系架構的組合導航系統(tǒng)平臺，該計算機平臺具有對多種外部傳感器的廣泛兼容性、以及進一步組合更多功能性傳感器的擴展應用

3、能力。研制了具有主從式CPU結構的智能多串口通訊模塊，實現了外部導航器件與導航計算機的智能高速雙工通訊功能;設計了軟硬件結合的多傳感器數據采集智能時間同步方法，通過智能多串口通訊模塊協調處理，具有智能配置時間同步機制的功能。
　　3.針對車載GPS/INS組合導航系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)進行了結構化設計，劃分了軟件的功能模塊以及相應的任務，并對人機交互界面和外部接口模塊的驅動程序進行了相應設計。研究了車載導航松組合方式下的濾波算法，設計了G

4、PS/INS組合導航系統(tǒng)的軌跡判別輔助自適應卡爾曼濾波算法，通過車載實驗，驗證了該方法有效地提升濾波器的穩(wěn)定性、以及克服GPS由于位置或速度跳變引起的觀測值不可靠的問題。
　　4.研究了車載無縫導航的新設計理論和方法，并進行了信息融合算法的整體性設計。設計了利用支持向量機與自適應濾波混合結構的新橋接算法輔助GPS信號失效條件下的INS獨立導航解算，并對支持向量機在組合導航系統(tǒng)信息融合結構中的接口進行了設計。通過半物理仿真和跑車實驗