基于低成本MEMS的SINS-GPS組合導(dǎo)航算法研究.pdf

1、SINS（捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）具有完全自主性，但無法長時間單獨工作，GPS長期精度高，但易受外界干擾而無法定位。利用組合導(dǎo)航技術(shù)將SINS與GPS進行組合，這樣能發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，取長補短，是目前導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的主要研究內(nèi)容。近年來，基于MEMS技術(shù)的MIMU因其體積小、成本低等優(yōu)勢，在SINS中得到廣泛應(yīng)用，尤其是對微小型飛行載體的導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制具有重要意義。因此，本文以實驗室自主設(shè)計的基于低成本MEMS的MIMU和導(dǎo)航計算機為實驗

2、對象，對SINS/GPS組合導(dǎo)航算法進行研究。
　　首先，根據(jù)SINS的基本原理及其常用坐標系，對SINS算法中的姿態(tài)、速度和位置更新進行了推導(dǎo)，并通過MATLAB完成SINS算法的仿真。仿真結(jié)果驗證了SINS算法的正確性。
　　其次，根據(jù)GPS的系統(tǒng)組成及定位原理，對造成GPS測量誤差的原因進行了分析，并完成由GPS預(yù)報星歷計算衛(wèi)星坐標的算法仿真。仿真結(jié)果表明，此算法對于GPS接收機減少定位時間和提高定位精度提供了一定的理

3、論基礎(chǔ)。
　　再次，根據(jù)SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差模型，分別建立了不同組合模式下的狀態(tài)方程和觀測方程，并用擴展卡爾曼濾波和無跡卡爾曼濾波對組合方案進行了仿真。仿真結(jié)果表明，UKF對非線性系統(tǒng)的濾波效果要優(yōu)于EKF，緊耦合組合同樣優(yōu)于松耦合組合。
　　最后，通過三軸轉(zhuǎn)臺實驗和跑車實驗對SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的各部分算法和程序代碼進行驗證。結(jié)果表明，組合導(dǎo)航各部分程序都是可行的，而且算法較好地抑制了SINS長時間工