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捷联惯性/里程仪/伪卫星车载组合导航系统研究
| 论文题名： | 捷联惯性/里程仪/伪卫星车载组合导航系统研究 |
| 关键词： | 捷联惯导系统;里程仪;伪卫星;卡尔曼滤波;车载组合导航 |
| 摘要： | 考虑到车载导航的自主性和可靠性，本论文对SINS/里程仪自主式车载组合导航技术和SINS/里程仪/伪卫星车载组合导航技术进行了系统的研究。组合系统能充分利用各子系统的优点，进行系统间的取长补短，有效地减小系统误差，提高系统的导航精度，同时还可以降低导航系统的成本。 本论文的主要研究工作如下：第一，车载用户可利用零速校准法来减小惯导的误差积累，但这种方法需要周期性停车，使用不方便，不能满足实用要求。利用里程仪可以抑制惯导的误差积累，但里程仪刻度系数误差对组合系统的定位精度影响很大，必须对其进行校正。本文采用SINS/里程仪紧组合方案，利用SINS在启动后的短时间内(1～2分钟)解算精度高的特点，通过速度组合方式，对里程仪刻度系数误差进行实时校正。仿真结果表明，紧组合系统可将刻度系数误差从0.01减小到10-4量级；与松组合系统相比，紧组合系统的定位精度也得到了很大的提高。但在实际应用中，车轮在空转、滑行、连滚带滑和侧滑等情况下，里程仪将出现测量故障，影响系统的定位精度，针对这些情况，本文在理论分析的基础上给出了相应的故障判断和处理方法。 第二，详细分析了东、北、天三个方向的陀螺漂移及初始方位误差角对SINS/里程仪组合系统定位精度的影响。仿真结果表明，天向陀螺漂移和初始方位误差角对系统的定位精度影响较大；而东向和北向陀螺漂移对系统定位精度的影响较小，因此系统中就可以适当放宽对东向和北向陀螺精度的要求，这样就可以适当降低系统的成本。 第三，SINS/里程仪组合系统无法解决方位误差角的问题，因而影响系统的定位及定向精度。为了减小方位误差角，进一步提高系统的导航精度，本文引入了伪卫星区域定位手段，组成SINS/里程仪/伪卫星车载组合导航系统，在载车行驶过程中对方位误差角进行修正。与常用的设定路标方法相比，此方法具有可以进行连续测量、不需停车及可以同时服务于多用户的优点，而且伪卫星基站设置灵活机动，可根据载车实际行驶路线进行设置。本文研究了GDOP对伪卫星定位精度的影响，并对伪卫星的定位性能进行了仿真；对SINS/里程仪/伪卫星车载组合导航系统进行了仿真研究。仿真结果表明，利用伪卫星可以有效地减小方位误差角和位置误差，从而减小载车离开伪卫星作用区域后的误差累积，实现低成本、中精度定位定向。 |
| 作者： | 丁文娟 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 冯培德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北工业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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