基于ARM的小型無人機SINS-GPS組合導航系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，小型無人機的功能和種類越來越多，現(xiàn)在小型無人機已經(jīng)廣泛應用于各個領域，它具有體積小、行動靈活，成本低等眾多優(yōu)勢，吸引著全世界各個國家的人開始研發(fā)各種用途的無人機。導航系統(tǒng)是無人機的一個極為重要的組成部分，它直接決定著無人機的控制系統(tǒng)，因為無人機的控制姿態(tài)、位置、速度等參數(shù)都是由導航系統(tǒng)來提供的，所以當今導航系統(tǒng)的研究也成為一大熱門趨勢。
　　本文所介紹的導航系統(tǒng)由捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)(SINS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)

2、組成。捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的缺陷在于該系統(tǒng)在比較短的一段時間誤差較小，系統(tǒng)使用時間越長，誤差就越大。但是捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)并不需要接收外界信號而進行自主導航，在短時間內(nèi)導航數(shù)據(jù)精確度較高。而全球定位導航系統(tǒng)對外界條件要求高，它需要接收衛(wèi)星信號，而一旦處在有遮蔽物或者天氣較差的環(huán)境下，GPS接收機并不能接收到衛(wèi)星信號，而失去導航的功能。但GPS一大優(yōu)點是精確度高，一旦能接收到足夠的有效信號，它可以24小時不間斷的提供精確的導航數(shù)據(jù)。利用兩種系統(tǒng)

3、各自的優(yōu)勢，來彌補對方的劣勢，形成一套GPS/SINS組合導航系統(tǒng)。這套系統(tǒng)將為無人機提供精確的姿態(tài)、位置、速度等信息，提高無人機的控制準確度和穩(wěn)定性。
　　本文主要研究的是基于ARM的GPS/SINS組合導航，并將其主要應用于小型無人機上，其中，重點研究以下方面:
　　首先，本文會介紹GPS/SINS組合導航的背景和意義，以及分析其應用于小型無人機上的發(fā)展前景;而后，分析GPS/SINS組合導航的基本原理，重點包括捷聯(lián)慣性

4、導航的姿態(tài)、速度、位置等的解算和誤差分析及GPS的定位算法;還有，分析設計基于ARM的數(shù)據(jù)處理模塊、GPS模塊、SINS模塊、顯示模塊等各個硬件模塊，并將其整合;再者，還分析設計組合導航系統(tǒng)的軟件程序部分，以及對濾波器的選擇和仿真對比;接下來，還利用小型無人機搭載此導航系統(tǒng)進行飛行測試，觀測并記錄其導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，分析不足的地方，提出改進方案;最后，總結全文。
　　本文所設計的導航系統(tǒng)由于其體積小、重量輕、精度高等特點，適合小型無