GPSSINS超紧耦合组合导航系统的信息合算法研究.docx

g呈叁Z曼薹盥S趄鳖塑佥塑佥昱魑丕统⑧ g呈叁Z曼薹盥S趄鳖塑佥塑佥昱魑丕统 ⑧ 论文作者签名： 生涯然 指导教师签名：鱼堡笠 论文评阅人l： 隐名望闼 评阅人复 一一。一一 隆垒．适因 评阅人3： 隐名惩闼 评阕人4： 挂挝堑剜熬援逝婆太堂宝选壅三堂医 评阅人5： 答辩委员会主席：县筮至熬攮逝婆太堂题窒航丞堂睦 委员l： 曼尴垡邀撞逝选太堂宝选堡三堂瞳 委员2： 割出割．熬撞迸鋈太堂整劐整堂皇兰堡堂爱 委员3： 整达副熬塑逝逛太堂越空魑丞堂医—— 委员4： 委员5： 答辩日期一。。．2Q!墨垒兰自!!塑 ．—— 万方数据 Reviewers：Anonymous Reviewers： Anonymous 』也Q塾避Q塑墨 !纽Q堕Y盟Q翌墨一一 一．。，。．一 Assoc．Prof．Du Shuxin Examining Committee Chairperson： ，默Q￡巡丝噩剑竖． Examining Committee Members： 呈!=Q￡丛垒坠Q￡!g丛盈． Assoc．Pro￡Liu Shan Assoc．Prof．Han Bo Date oforal defence： 醚塾监垒!i，2Q毡一 万方数据 浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的 学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所儆的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：彳嚼斌 签字日期： 2p∥ 年 多月}多日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 逝塑太．堂 有权保留并向国家有关部f-j或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阌。本人授权逝婆盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库迸行检索和传播，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：牟坪杖 导师鲐 签字日期：矽7弭≥月j多日 签字日期：幽t庳7月／日 万方数据 本文是在国家自然科学基金项目 本文是在国家自然科学基金项目 “高动态SINS／GPS超紧耦合组合导航系统的反馈式多目标信息融合理论研究 f项目编号” 的资助下完成 万方数据 浙江大学硕士学位论文摘要 浙江大学硕士学位论文 摘要 随着科学技术的不断发展，各种高速及高动态的飞行器层出不穷，如何更 好的解决高动态条件下的飞行器导航定位问题吸引了全世界各国研究者的关 注。目前，GPS(全球定位系统)和SINS(捷联惯性导航系统)是两种常用的 导航系统。但GPS抗干扰能力较差，在高动态环境中，接收机的跟踪环路受到 多普勒频移及多普勒频移率的影响，容易失锁而失去导航能力。而SINS也有 着误差随时间递增，需要初始对准等问题。鉴于两者的互补性特点，利用组合 导航技术将二者结合，可以整体上提升导航系统的导航精度和导航性能，满足 高动态条件下的导航需求。 在国家自然科学基金的资助下，本文主要对GPS／SINS超紧耦合组合导航 系统的信息融合算法进行了一定的研究。首先，论文从组合导航系统的结构出 发，详细的介绍了几种组合导航系统的结构与基本原理，并在其基础上完成了 建模工作。在重点研究GPS／SINS超紧耦合组合导航系统的基础上，设计了其 中惯导速度辅助GPS接收机跟踪环路，最后提出了利用卫星的星历信息和惯导 所输出的位置、速度信息估计多普勒频移的算法。 接下来本文设计了一种GPS／SINS超紧耦合组合导航系统的的仿真系统框 架，开发了轨迹的发生器、SINS的信号模拟器及GPS的中频信号模拟器，搭 建了应用于GPS／SINS组合导航系统的仿真实验平台。对GPS中频信号仿真过 程中必要的选星过程进行了比较深入的研究，提出了利用模糊算法的模糊选星 法，此算法可以帮助仿真器在可见星中高效地选取最佳卫星组合。 由于GPS／SINS超紧耦合组合导航系统在高动态条件下有着很强的非线性， 本文在其适配信息融合算法上进行了研究，对当下常见的包括EKF(扩展卡尔 曼滤波)、UKF(无迹卡尔曼滤波)及PF(粒子滤波)三种非线性滤波算法进 行了分析比较，并在UKF的基础上提出了固定矩阵平方根的UKF算法及结合 了PF优点的UPF算法，最终结合非线性实例及相关数据分析对算法进行了性 能比较，并就此选择相对最佳的适用于超紧组合导航系统的信息融合算法。 最后，本文分别从仿真信号处理和采集到的真实信号处理两种途径来验证 万方数据 浙