GPS-INS組合導(dǎo)航與定位系統(tǒng)研究.pdf

1、自上世紀(jì)70年代，組合導(dǎo)航系統(tǒng)就受到人們的關(guān)注，經(jīng)歷了航位推算和地圖匹配技術(shù)的定位組合過渡到以GPS定位為主，各種導(dǎo)航設(shè)備為輔的定位組合，尤其是GPS與INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，GPS能夠消除INS的積累誤差，INS能夠在GPS信號(hào)失鎖時(shí)提供短時(shí)精確的定位，本文對(duì)基于GPS/INS的導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行了研究。另外，以GPS為主，地圖匹配技術(shù)為輔的定位組合廣泛應(yīng)用于成品GPS接收機(jī)，具有定位精度高的特點(diǎn)，但當(dāng)GPS接收機(jī)被連續(xù)

2、高層遮擋或進(jìn)入隧道，無(wú)法接收到四顆以上衛(wèi)星的信號(hào)，不能有效定位，因此可靠性不高，GPS/INS組合導(dǎo)航較好的解決了這個(gè)問題。 GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)以數(shù)據(jù)融合理論作為基礎(chǔ)，以卡爾曼濾波作為主要融合方法，對(duì)進(jìn)入組合系統(tǒng)的GPS定位數(shù)據(jù)與INS定位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行估計(jì)、修正、融合，來(lái)解決GPS信號(hào)失鎖引起的無(wú)法定位問題和INS積累誤差引起的長(zhǎng)時(shí)間漂移問題。本文從可靠性和實(shí)用性的角度設(shè)計(jì)出GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)，并根據(jù)卡爾曼濾波理

3、論推導(dǎo)出該系統(tǒng)的狀態(tài)方程、測(cè)量方程和遞推濾波方程。 本文對(duì)GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，給出系統(tǒng)方框圖和系統(tǒng)模塊。分散濾波結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)合濾波結(jié)構(gòu)復(fù)雜，仿真分析表明后者的定位精度稍稍高于前者，從系統(tǒng)實(shí)用性的角度出發(fā)，采用分散濾波結(jié)構(gòu)作為該組合導(dǎo)航系統(tǒng)的融合結(jié)構(gòu)。模擬移動(dòng)臺(tái)行駛在一條既有連續(xù)高層又有隧道的環(huán)形路徑，GPS與INS單獨(dú)定位軌跡和濾波融合的軌跡，仿真結(jié)果表明該GPS/INS組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)能夠在此典型的環(huán)形路徑