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GPS/DR车载组合导航系统硬件及压电陀螺信号处理
| 论文题名： | GPS/DR车载组合导航系统硬件及压电陀螺信号处理 |
| 关键词： | 车载导航系统;电子指南针;加速度计;压电陀螺;卡尔曼滤波;组合导航系统;全球定位系统;航位推算 |
| 摘要： | 随着汽车的普及，交通拥挤日益严重，智能交通逐渐提到发展日程上来，其中，GPS汽车导航是一种有效的实现方案。然而，目前GPS的动态性能较差，导航卫星受高层建筑阻挡导致失锁，从而不能准确定位，这制约着它的推广。为此，本文设计了一种价格适中、高精度的GPS/DR车载组合导航系统，并取得了初步成果。 首先，本文介绍GPS/DR车载组合导航系统的总体架构，包括GPS、压电陀螺、电子指南针、加速度计和里程计等传感器，以ARM9作为整个系统的中央处理器，采用模块化设计方法，详细分析了每个模块的功能并提供翔实的硬件原理图。 然后，本文在阐述KMZ52芯片工作原理及各种偏差产生原因的基础上，设计一种先进的电子指南针电路。该电子指南针采用达林顿三极管触发电路，以保证感应元件有足够的灵敏性，并采用四路模拟开关MAX392使得两路输出电压相匹配。而且，为补偿电子指南针灵敏度温度漂移，采用积分负反馈实现系统闭环控制。通过干涉校正试验和圆周运行试验得到系统相关实验数据，这些数据表明偏差得到补偿，方位角数据与实际相符。 接着，将垂直加速度计应用于该系统，推导出俯仰角和侧倾角的计算公式以及水平加速度计的校正方法。加速度计模块不仅输出姿态参数，而且能够输出精确的加速度。 最后，结合压电陀螺和组合导航系统的特点，提出压电陀螺动态校零方法，建立压电陀螺离散型数学模型，并在分析普通卡尔曼滤波和抗野值卡尔曼滤波的基础上，设计了一种抗野值自适应卡尔曼滤波算法。采用该算法对实际的输出数据进行滤波，取得了满意的效果。 |
| 作者： | 韩尧松 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 刘鲁源 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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