高動(dòng)態(tài)下GPS-SINS超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的導(dǎo)航是一項(xiàng)十分困難，但又非常關(guān)鍵的技術(shù)，在軍事中有重要的應(yīng)用。炮彈出膛、火箭發(fā)射、導(dǎo)彈突防以及戰(zhàn)斗機(jī)飛行等過程中載體都會(huì)出現(xiàn)不同程度的高動(dòng)態(tài)，高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)帶來的巨大多普勒頻移以及多普勒頻移率使衛(wèi)星信號(hào)跟蹤失鎖，無法導(dǎo)航定位。
　　 本文采用GPS/SINS超緊組合技術(shù)來解決高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的導(dǎo)航定位難題。超緊組合技術(shù)采用慣導(dǎo)系統(tǒng)輔助衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)跟蹤環(huán)路，補(bǔ)償高動(dòng)態(tài)環(huán)境下多普勒頻移以及多普勒頻移率給衛(wèi)星信號(hào)跟蹤帶來的影

2、響，保持衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)解算的穩(wěn)定運(yùn)行;同時(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)通過估計(jì)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差并及時(shí)進(jìn)行校正使慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差收斂。在超緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，慣導(dǎo)系統(tǒng)利用其1kHz的高頻輸出校正衛(wèi)星信號(hào)跟蹤環(huán)路，提高系統(tǒng)整體的高動(dòng)態(tài)性能。區(qū)別于松組合、緊組合模式，在超緊組合系統(tǒng)中，選取相關(guān)器輸出I、Q數(shù)據(jù)作為衛(wèi)星信號(hào)的觀測量，消除了誤差相關(guān)性給導(dǎo)航解算帶來的誤差，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的魯棒性，在可視衛(wèi)星數(shù)目低于4顆時(shí)系統(tǒng)仍可用當(dāng)前可視衛(wèi)星與慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。

3、
　　 本文首先對(duì)現(xiàn)存超緊組合技術(shù)進(jìn)行全面分析、分類總結(jié)，指出了各種超緊組合技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及其各自的適用環(huán)境。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了適合于高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的超緊組合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的超緊組合結(jié)構(gòu)特性，選用SUKF非線性濾波算法實(shí)現(xiàn)了超緊組合算法中的數(shù)據(jù)融合。最后分別從軟件仿真和半實(shí)物仿真平臺(tái)兩種途徑驗(yàn)證了算法的正確性和有效性，并分別圍繞上述兩項(xiàng)工作開發(fā)了GPS中頻數(shù)據(jù)模擬軟件和GPS射頻前端模塊。
　　 本文的關(guān)鍵技術(shù)和