基于運(yùn)動(dòng)-場(chǎng)景約束的單兵導(dǎo)航算法研究.pdf

1、近些年，微機(jī)電加工技術(shù)和微慣性傳感器的出現(xiàn)和快速發(fā)展，為單兵導(dǎo)航提供了很好的硬件設(shè)備支持。基于MIMU（MicroInertial Measurement Unit，微慣性測(cè)量單元）的單兵導(dǎo)航定位技術(shù)具有自主性強(qiáng)，使用靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本論文在基于MIMU的單兵導(dǎo)航算法研究基礎(chǔ)之上，探索能夠改善單兵導(dǎo)航定位精度的約束條件和方法，設(shè)計(jì)了基于運(yùn)動(dòng)/場(chǎng)景約束的單兵導(dǎo)航算法，來(lái)對(duì)傳統(tǒng)算法進(jìn)行優(yōu)化，減小導(dǎo)航

2、定位誤差，為單兵提供更好的導(dǎo)航和位置服務(wù)。主要研究工作包括：
　?。?）總結(jié)單兵導(dǎo)航算法的研究進(jìn)展，給出基于MIMU的單兵導(dǎo)航算法基本原理框架和本文要研究的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題提出了利用運(yùn)動(dòng)和場(chǎng)景約束條件來(lái)提高單兵導(dǎo)航系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)和航向修正精度，進(jìn)而減小導(dǎo)航定位誤差。
　　（2）針對(duì)MIMU的精度較低，在單兵導(dǎo)航應(yīng)用中無(wú)法完成初始自對(duì)準(zhǔn)，解算得到的航向角漂移嚴(yán)重等問(wèn)題，本文根據(jù)單兵導(dǎo)航應(yīng)用場(chǎng)景信息來(lái)輔助導(dǎo)航解算過(guò)程中的初

3、始對(duì)準(zhǔn)，航向保持和修正?？梢越柚鷪?chǎng)景中的磁場(chǎng)信息穩(wěn)定，不隨時(shí)間發(fā)散以及建筑物的基本樓向信息易獲得等特點(diǎn)，開(kāi)展基于磁航向信息的初始對(duì)準(zhǔn)和基于樓向信息輔助的航向角誤差修正技術(shù)研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證該方法的有效性。結(jié)果表明，該方法能夠有效抑制航向角的漂移問(wèn)題。
　?。?）在基于加速度計(jì)方差的零速檢測(cè)算法基礎(chǔ)上，分別研究了利用加速度計(jì)、陀螺儀以及加速度計(jì)與陀螺儀同時(shí)使用情況的零速檢測(cè)算法，對(duì)比檢測(cè)結(jié)果，并設(shè)計(jì)了能更好地適應(yīng)單兵運(yùn)動(dòng)的多步態(tài)