簡易SINS-GPS組合導航系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足現(xiàn)代高性能航行體導航系統(tǒng)高精度和低成本的雙重要求，組合導航系統(tǒng)無疑是一種最佳解決方案。捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)(SINS)具有良好的自主性和隱蔽性，能夠提供豐富的測量信息，但是導航誤差隨時間積累。GPS全球定位系統(tǒng)精度高，誤差穩(wěn)定，但自主性差，數(shù)據(jù)更新率低。SINS和GPS形成的組合導航系統(tǒng)SINS/GPS，同時兼顧了SINS和GPS的優(yōu)勢，在航空、航天、航海等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 本文主要研究一種簡易SINS/GPS組合導航系統(tǒng)

2、的定位算法和信息融合技術(shù)。通過分析SINS系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)誤差特性及其定位原理，設(shè)計了相應(yīng)的組合系統(tǒng)模型和信息融合模型，進行了數(shù)字仿真研究。本文的主要研究工作可歸納為如下幾個方面： 簡要介紹了SINS/GPS坐標系，坐標系之間的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣，適合增量形式數(shù)據(jù)處理的捷聯(lián)系統(tǒng)算法基本理論。分析了四元數(shù)和等效旋轉(zhuǎn)矢量算法、圓錐誤差及其補償算法、劃船誤差及其補償算法、渦卷誤差及其補償算法，詳細研究了捷聯(lián)慣導的數(shù)字迭代算法和力學編排。

3、 在組合導航濾波器設(shè)計中，SINS/GPS組合導航系統(tǒng)安排為位置速度組合模式?；谙到y(tǒng)精度和計算量的綜合考慮，采用經(jīng)降階處理的信息融合誤差模型。在校正方式上，采用輸出校正方法，便于工程實現(xiàn)。 為了改善組合導航系統(tǒng)的定位精度，提高濾波器對模型不確定性和噪聲變化的適應(yīng)能力和魯棒性，本文提出了一種適用SINS/GPS組合導航計算的殘差監(jiān)控加權(quán)修正自適應(yīng)卡爾曼濾波方法。 論文通過采用地面跑車測試模擬的飛行軌跡數(shù)據(jù)對SINS/