雙天線GPS-INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、組合導(dǎo)航技術(shù)是提高導(dǎo)航系統(tǒng)整體性能的有效途徑。本論文主要圍繞基于載波相位的雙天線GPS/INS 組合導(dǎo)航系統(tǒng)，進行了理論分析、數(shù)學(xué)建模、結(jié)構(gòu)仿真等研究工作。 眾所周知載體的方位問題在導(dǎo)航中一直是難以解決的問題，特別是載體處于靜態(tài)或作直線運動時。如果沿載體縱向相距一定距離放置兩個GPS 天線，則在載體上兩個天線載波相位之間求差可確定載體的方位。論文提出了用雙天線GPS 信號為觀測量與慣導(dǎo)進行姿態(tài)（二維）組合，推導(dǎo)了雙天線、位置、速

2、度和慣導(dǎo)的狀態(tài)方程和觀測方程，并利用仿真驗證了該方案的有效性。 在飛機精密進場、飛行器空中對接、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略武器精確制導(dǎo)等場合中對定位精度要求非常高。載波相位觀測量在經(jīng)過雙差處理后能消除絕大部分公共誤差后，可以達到厘米級的精度。論文采用結(jié)合雙天線GPS 信號和載波相位雙差為觀測量的方案,推導(dǎo)了系統(tǒng)的組合方程。本方案也通過仿真驗證。 載波相位應(yīng)用中存在著整周模糊度的求解和周跳的檢測與修復(fù)兩個關(guān)鍵性問題，只有有效的解決了這兩個問

3、題，才能獲得高精度的導(dǎo)航結(jié)果。在對現(xiàn)有方法研究的基礎(chǔ)上，本文采用了一種基于INS 數(shù)據(jù)輔助的整周模糊度解算和周跳的檢測與修復(fù)方法。其簡單快速，較其他的傳統(tǒng)方法有很大的優(yōu)越性。 在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)噪聲與量測噪聲的統(tǒng)計特性不確切已知的情況下，應(yīng)用常規(guī)卡爾曼濾波可能產(chǎn)生發(fā)散現(xiàn)象。論文采用了一種結(jié)構(gòu)比較簡單，實時性較強，工程上比較實用的在線估計量測噪聲統(tǒng)計特性的自適應(yīng)濾波算法。仿真結(jié)果表明，這種算法具有較強的自適應(yīng)性，是一種實用而有效