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GPS/MINS组合导航计算机的设计与实现
| 论文题名： | GPS/MINS组合导航计算机的设计与实现 |
| 关键词： | 车用导航计算机;MEMS技术;卡尔曼滤波;数据融合;硬件平台 |
| 摘要： | 随着导航技术的发展，各种导航、定位系统已经广泛应用到各个领域，但是由于单一导航系统本身固有的缺点，使其在某些领域的应用受到一定限制。而组合导航系统能够有效地利用各单一导航系统的优势，使组合后的导航系统具有更高的精度和稳定性，也是导航技术发展的主要方向。本文根据车载组合导航系统实际应用环境和对导航定位精度的要求，开展了基于MEMS技术的GPS/MINS组合导航技术的研究。 本论文针对MEMS惯性器件成本低、体积小、重量轻等优点，选取了由MEMS器件构成的惯性导航系统。针对MEMS惯性器件稳定性差、漂移大等缺点，提出了一种基于最小分辨率法来抑制MEMS陀螺的漂移，并采用卡尔曼滤波作为数据融合算法。分析了不同的组合模式，采取了基于伪距与伪距率的紧组合模式，并对紧组合系统进行了设计和实验验证。实验结果表明该方法能够有效提高系统在复杂环境，尤其是GPS信号失锁的情况下系统的可靠性。 首先，本论文详细介绍了GPS导航系统、INS导航系统以及组合导航系统的国内外发展状况，阐述了其导航的基本原理，在此基础上分析了其误差来源并建立了误差补偿模型。 其次，学习了卡尔曼滤波的基本原理，提出了基于最小分辨率法抑制MEMS陀螺漂移并采用卡尔曼滤波作为数据融合算法，建立了以伪距和伪距率作为观测量的组合导航模型，并推导了相应的状态方程和测量方程，通过Matlab仿真，验证了算法的有效性。 最后，设计了实现该组合导航系统的硬件平台，并对该组合导航系统性能进行验证。通过静态实验和动态实验表明，该系统可靠性高、抗干扰能力强，在一些复杂环境下依然能够进行有效定位，同时也表明导航计算机性能的优越性。 |
| 作者： | 翁海诠 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 任春华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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