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用于精确估计多普勒频移的GPS/SINS紧组合导航系统研究
| 论文题名： | 用于精确估计多普勒频移的GPS/SINS紧组合导航系统研究 |
| 关键词： | 汽车工程;GPS/SINS紧组合导航系统;多普勒频移;精确估计;滤波算法;信息融合 |
| 摘要： | 针对SINS信息辅助的GPS/SINS超紧组合形式，为减小GPS内部载波环路的跟踪带宽，提升环路的动态性和抗干扰能力，本文提出基于GPS/SINS紧组合系统精确估计多普勒频移的方法。在提高导航系统精度的基础上，通过紧组合系统的高精度导航性能计算GPS信号的多普勒频移，并对其中的随机误差进行ARMA建模估计，完成多普勒频移的精确估计。 论文主要研究内容如下： (1)分析推导SINS工作原理，建立SINS误差方程，并对SINS导航算法进行仿真验证，着重对SINS初始对准进行实际数据的验证分析。研究GPS导航定位测速原理，通过采集真实GPS数据，完成GPS定位和测速实验，验证其正确性。 (2)分析推导GPS/SINS组合导航的滤波算法，根据GPS/SINS组合深度的不同，分别建立松组合与紧组合导航系统的模型，以及对应的信息融合算法，并通过静态半物理仿真实验进行对比验证。 (3)分析GPS中多普勒效应产生的原因，建立GPS多普勒估计模型，由此推导出紧组合系统估计的多普勒误差模型。在紧组合系统估计多普勒频移的基础上，对其中存在的随机误差进行ARMA建模，完成多普勒频移的精确估计。 本文通过户外跑车实验收集数据验证GPS/SINS紧组合算法的可行性和有效性。与单独GPS的定位测速结果相比，GPS/SINS紧组合系统定位精度提高至少46.7％，测速精度提高至少29.4%。在此基础上估计多普勒频移，并对其中的随机误差进行ARMA建模，频移精度提高0.5Hz左右，对GPS环路的辅助有着重要的意义。 |
| 作者： | 杨炜 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 赵琳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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