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低成本SINS/GPS组合导航系统的研究

作　者: 张文
导　师: 薛晓中；管雪元
学　校: 南京理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 捷联惯性导航系统(SINS) 全球定位系统(GPS) 组合导航系统卡尔曼滤波
分类号: TN966
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 598次
引　用: 4次
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内容摘要

本文以简易制导航弹导航系统为研究对象，根据国防科技重点项目“简易制导航弹制导化改造”的要求，开展了简易制导航弹低成本SINS／GPS组合导航系统的研究工作。导航传感器(加速度计、陀螺和GPS接收机)的各部分输出的信息送到导航计算机，应用卡尔曼滤波算法进行信息融合，得到最优导航信息。本文首先对捷联惯性导航系统的姿态矩阵计算等关键技术进行了研究，然后对低成本的惯性系统误差模型进行了研究简化，同时对全球定位系统进行了研究。在此基础上，建立了组合系统的数学模型，确定了位置、速度组合模式。并将系统进行了实地跑车试验，试验结果表明该导航系统的正确性，且系统具有较高的精度。

全文目录

1 绪论  7-10
  1.1 导航系统的简介  7-8
  1.2 国内外研究发展状况  8-9
  1.3 本文的选题背景及内容的编排  9-10
2 导航系统常用坐标系  10-14
  2.1 参数说明  10-11
  2.2 SINS常用坐标系  11-12
  2.3 GPS常用坐标系和时间系统  12-14
3 惯性导航系统  14-29
  3.1 惯性导航系统的基本原理  14-16
  3.2 捷联惯导系统力学编排  16-20
    3.2.1 比力及比力方程  17-19
    3.2.2 姿态和航向角的确定  19-20
    3.2.3 速度和位置的确定  20
  3.3 捷联惯导系统姿态实时计算  20-22
  3.4 捷联惯导系统初始对准  22-24
  3.5 捷联惯导系统的程序编排  24-26
  3.6 捷联惯导系统的误差分析  26-29
    3.6.1 误差源  26-27
    3.6.2 误差方程  27-29
4 卫星导航定位系统  29-41
  4.1 卫星导航系统简述  29-33
  4.2 GPS导航定位原理  33-34
  4.3 GPS测速原理  34-35
  4.4 GPS误差分析  35-39
    4.4.1 与卫星有关的误差  35-36
    4.4.2 传播过程产生的误差  36-38
    4.4.3 GPS接收机的误差  38-39
  4.5 GPS定位精度  39-41
5 SINS／GPS组合导航系统技术研究  41-54
  5.1 SINS／GPS组合系统  41
  5.2 卡尔曼滤波原理  41-45
    5.2.1 卡尔曼滤波概述  41-42
    5.2.2 卡尔曼滤波方程  42-43
    5.2.3 输出校正和反馈校正  43-45
  5.3 SINS／GPS组合导航系统的组合方式  45-47
    5.3.1 松散组合  45-46
    5.3.2 紧密组合  46-47
  5.4 SINS／GPS组合导航系统卡尔曼滤波器的设计  47-52
    5.4.1 系统的状态方程  47-51
    5.4.2 系统的量测方程  51-52
  5.5 状态方程和量测方程的离散化  52-54
6 组合导航系统的工程实现及结果分析  54-67
  6.1 组合导航系统的硬件设计  54-55
    6.1.1 惯性测量元件  54
    6.1.2 GPS接收机  54-55
    6.1.3 导航计算机  55
  6.2 组合导航系统的软件设计  55-58
  6.3 试验结果及分析  58-67
结束语  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-72

低成本SINS/GPS组合导航系统的研究

内容摘要

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