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MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统研究
| 论文题名： | MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统研究 |
| 关键词： | 相位测量;模糊度函数法;卡尔曼滤波;测姿系统;全球定位系统 |
| 摘要： | 舰船在海上航行时，易受到海浪的打击而左右摇摆，进而影响舰载设备的正常工作。为了保证水面操瞄系统等舰载设备的稳定，需要实时测量载体的姿态，然后将姿态信息传给稳定平台的控制部分，并经过补偿来保证平台稳定，测姿系统与稳定平台的一体化设计能够在一定程度上隔离载体摇摆产生的振动。现有的测姿系统存在价格昂贵、不可靠、易受环境条件影响的缺点，本文根据实际需要，设计了一种MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统，旨在提高测向精度及稳定性。 本文从MIMU辅助双天线GPS测姿原理、MIMU辅助整周模糊度解算、组合测姿试验及分析等方面对姿态测量技术进行了研究。首先对滤波适应度函数进行研究，用滤波适应度函数替代余弦适应度函数对载波相位观测噪声进行评价，通过Matlab仿真验证了滤波适应度函数的有效性，然后着重分析了MIMU提供的姿态角对压缩模糊度空间的有效性。硬件设计方面，搭建了以TMS32F28335为主控芯片的测姿硬件电路，包括电源电路设计、微处理器与两个独立的GPS-OEM板LEA-6T的串行通信设计及与高精度陀螺加速度计MPU6050之间的通信电路设计。软件设计方面，为微惯性系统设计IIC通信程序以及姿态解算程序，然后设计了双天线GPS姿态解算程序。最后，本文设计了静态与动态试验来验证系统的可靠性及稳定性，试验结果表明:在基线长度大约为1.5m的条件下，MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统的精度大于单个系统测姿的精度，且舰船在低动态情况下，方位角及纵摇角精度均能满足舰载设备特殊环境下的应用需求。 |
| 作者： | 王彦坤 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 张爱军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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