基于低成本MEMS的SINS/GPS组合导航算法研究

发布时间：2024-02-07 01:39

　　SINS(捷联惯性导航系统)具有完全自主性,但无法长时间单独工作,GPS长期精度高,但易受外界干扰而无法定位。利用组合导航技术将SINS与GPS进行组合,这样能发挥它们各自的优势,取长补短,是目前导航技术领域内的主要研究内容。近年来,基于MEMS技术的MIMU因其体积小、成本低等优势,在SINS中得到广泛应用,尤其是对微小型飞行载体的导航、制导与控制具有重要意义。因此,本文以实验室自主设计的基于低成本MEMS的MIMU和导航计算机为实验对象,对SINS/GPS组合导航算法进行研究。 首先,根据SINS的基本原理及其常用坐标系,对SINS算法中的姿态、速度和位置更新进行了推导,并通过MATLAB完成SINS算法的仿真。仿真结果验证了SINS算法的正确性。 其次,根据GPS的系统组成及定位原理,对造成GPS测量误差的原因进行了分析,并完成由GPS预报星历计算卫星坐标的算法仿真。仿真结果表明,此算法对于GPS接收机减少定位时间和提高定位精度提供了一定的理论基础。 再次,根据SINS/GPS组合导航系统的误差模型,分别建立了不同组合模式下的状态方程和观测方程,并用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2所示的MIMU产品为挪威Sensonor公司研制的高性能STIM30(F"，集

第1章绪论整个MIMU的体积仅为2cm3，功耗了MEMS器件的良好性能。从此MIMU产品为美国ADI公司研制的ADI/s的三轴陀螺和一个量程范围为±18g经过严格的:iK交对准，保证了良好的据的精度也非常高，而且这个M,便于用户使用和安装。

图1.2Sensonor公司的STIM300MIMU

：鼻1?1.1ADI公nj的ADIS16365MIMUIMU产品为挪威Sensonor公司研制的高性螺、：tlOg的加速度计以及3个用于精确校高，而且可以通过其内部设汁的RISCAR能实现的功能也比较多，可以满足各种不了系统的稳定性和可靠性，可广泛应用于

图1.4内安中则控有限公fi]的CS-IMU-07

我国MIMU技术发展也十分迅速，淸华大学、哈尔滨工业大学、东南大学等科研院校以及相关行业的公司均在MIMU方面开展了深入研究。图1.4所示的MIMU产品为西安中星测控有限公司研制的CS-IMU-07i24i，内部是山±250°/s的陀螺和±15g的加速度计组成的，而且MIMU内部....

图1.5法国SBG公"?]的Ekinox系列组合导航系统

通过扩展卡尔曼滤波进行数据融合输出导航参数，精度较高，姿态角误差0.05°，位置误差0.4m。图1.5为法国SBG公司生产的Ekinox系列，可用于航空、航海以及汽车导航等领域。鋪？:::；图1.5法国SBG公"?]的Ekinox系列组合导航系统如图1.6所示的产品为美_KVH....

本文编号：3896545