慣性-衛(wèi)星-多普革組合導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、本文以慣性/衛(wèi)星/多普勒組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)GNSS和DVL子系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析，然后設(shè)計(jì)了一種容錯(cuò)性較強(qiáng)的聯(lián)邦卡爾曼濾波器，對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)DVL長(zhǎng)時(shí)間故障、GNSS長(zhǎng)時(shí)間故障等狀態(tài)進(jìn)行了分析研究及仿真驗(yàn)證，并開(kāi)展了系統(tǒng)的誤差分析、補(bǔ)償和試驗(yàn)驗(yàn)證等工作。
　　 首先，介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)、GPS和GLONASS(簡(jiǎn)稱GNSS)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的原理和基本情況，分析了常值陀螺漂移、隨機(jī)陀螺漂移、姿態(tài)誤差角、加速度常值零偏、初始速度誤差

2、和初始位置誤差對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差造成的影響，并闡述了“單波束”和“雙波束”的多普勒測(cè)速原理及DVL安裝偏角和速度修正系數(shù)的校準(zhǔn)方法，為組合導(dǎo)航方案的選擇提供相應(yīng)的依據(jù)。
　　 然后，針對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)聯(lián)邦卡爾曼濾波算法。該算法采用基于聯(lián)邦卡爾曼濾波的LD求逆算法，由GNSS/INS局部濾波器和DVL/INS局部濾波器組成，用輸出校正與反饋校正相結(jié)合的方式對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置、速度和姿態(tài)誤差進(jìn)行校正。結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際工作環(huán)

3、境，組合模式可在GNSS/INS、DVL/INS、GNSS/DVL/INS之間進(jìn)行切換。
　　 最后，對(duì)設(shè)計(jì)的GNSS/INS、DVL/INS、GNSS/DVL/INS容錯(cuò)組合算法進(jìn)行了DVL長(zhǎng)時(shí)間故障的仿真(GNSS/INS工作模式)、GNSS長(zhǎng)時(shí)間故障的仿真(DVL/INS工作模式)以及GNSS信號(hào)暫時(shí)失鎖或者DVL信號(hào)受到干擾的仿真(GNSS/DVL/INS工作模式)。為驗(yàn)證該組合算法的適應(yīng)性，進(jìn)行了真實(shí)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的車載