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基于光纤陀螺的SINS/GPS组合导航算法研究
| 论文题名： | 基于光纤陀螺的SINS/GPS组合导航算法研究 |
| 关键词： | 光纤陀螺;组合导航算法;SINS技术;GPS技术;数字滤波;惯性器件 |
| 摘要： | 捷联惯性导航系统虽然具有不依赖于任何外部设备的特性,但系统误差随时间积累,长时间导航精度降低,而捷联惯性导航系统与GPS的组合系统可以显著地克服误差发散的缺点,可以提供较长时间的高精度导航参数。本文结合实验室现有条件,设计了易于工程实现的低成本、中低精度的基于光纤陀螺的SINS/GPS组合导航系统。 论文主要包括以下几个方面: 首先,对含有随机误差的采集数据进行数字滤波,在建立IMU静态误差模型的基础上设计速度与位置实验对IMU进行标定,并利用标定实验获得IMU参数对惯性器件进行反标定,依据Allan分析原理得到惯性器件随机误差参数得到惯性器件的零偏稳定性指标。 分析了捷联惯性导航系统的工作原理及导航解算算法,通过对SINS静基座的初始对准方程进行可观性分析,以状态降阶的方法进行初始精对准,根据导航参数的求解方程进行了捷联算法设计,利用捷连解算程序处理仿真程序产生的数据以验证捷联算法的解算精度。 通过分析惯性器件性能,列写惯导系统的误差方程,研究SINS/GPS位置组合的组合算法,设计了以GPS位置量测信息作为Kalman滤波器的观测量的组合导航算法进行数据融合,并在MATLAB软件环境中对同一组陀螺及加表的采样数据进行了捷联及组合算法解算,通过对两种算法情况下获得的导航参数误差的对比,验证了本文所设计的基于卡尔曼滤波的组合算法的有效性和可行性。 最后,利用本文设计的组合算法程序分别处理转台静态实验与两组动态试验,比较解算结果,可以看出GPS的修正作用,组合导航系统获得的导航参数精度高于捷连惯导系统,实验结果证明本文设计的组合导航算法能够大大提高导航参数的计算精度,符合工程实际要求。 |
| 作者： | 张英杰 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 曾建辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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