微小型組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著航空、航天和航海技術(shù)的發(fā)展，對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的性能要求越來越高，單一的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足工程應(yīng)用的要求，組合導(dǎo)航系統(tǒng)已成為當(dāng)前最重要的導(dǎo)航系統(tǒng)解決方案，本文在綜合分析現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)性能以及組合導(dǎo)航系統(tǒng)基本理論的基礎(chǔ)上，研究了易于工程實(shí)現(xiàn)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息融合技術(shù)，提出了一種利用DSP實(shí)現(xiàn)嵌入式SINS/GPS/MC微小型組合導(dǎo)航系統(tǒng)方案，并完成了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與軟、硬件實(shí)現(xiàn)。 論文首先簡(jiǎn)要闡述了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)

2、展現(xiàn)狀；并分別對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（SINS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和電子羅盤（MC）導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，包括工作原理、誤差分析及優(yōu)缺點(diǎn)等。在此基礎(chǔ)上，闡述了SINS/GPS/MC系統(tǒng)的組合原理，著重分析了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)算法。為了提高SINS系統(tǒng)的精度，在具體分析SINS系統(tǒng)誤差源的基礎(chǔ)上，針對(duì)安裝誤差、慣性器件的常值誤差與刻度因子誤差建立了誤差模型，并進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。 其次，系統(tǒng)地研究了組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的信息融合技術(shù)，在

3、分析各種組合模式的優(yōu)缺點(diǎn)后，深入研究了基于卡爾曼濾波的位置、速度和航向組合模式的信息融合算法，分別設(shè)計(jì)了基于集中卡爾曼濾波器和UKF濾波器的組合導(dǎo)航算法。在濾波后，設(shè)計(jì)了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的反饋校正，在速度、位置、姿態(tài)修正的基礎(chǔ)上，提出了一種對(duì)四元數(shù)的修正方法。 第三，針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)要求成本低、體積小、功耗低和可靠性高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于DSP的嵌入式SINS/GPS/MC組合導(dǎo)航系統(tǒng)方案，并完成了組合導(dǎo)航系統(tǒng)各個(gè)模塊的軟硬件具體設(shè)計(jì)與