微型組合導航系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、為了滿足現(xiàn)代導航系統(tǒng)高精度和低成本，高可靠性及實時性等要求，組合導航系統(tǒng)無疑是一種最佳解決方案。捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)（SINS）具有良好的自主性和隱蔽性，但是導航誤差隨時間累積；全球定位系統(tǒng)（GPS）精度高，但自主性差，數(shù)據(jù)更新率低；電子羅盤（MC）精確輸出航向角、俯仰角和橫滾角等參數(shù)對導航系統(tǒng)是一種有益的補充。 本文在綜合分析現(xiàn)代導航系統(tǒng)性能以及組合導航系統(tǒng)基本理論的基礎(chǔ)上，研究了以微機電系統(tǒng)（MEMS）芯片為基礎(chǔ)，卡爾曼濾波算法

2、為實現(xiàn)，設(shè)計一種利用DSP實現(xiàn)嵌入式SINS/GPS/MC微型組合導航系統(tǒng)方案，并完成了組合導航系統(tǒng)的軟、硬件實現(xiàn)。 論文首先簡要闡述多傳感器信息融合技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，信息融合技術(shù)的優(yōu)點以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與層次，分析了研究的背景和意義。 其次介紹捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)原理，GPS的定位原理，以及電子羅盤導航系統(tǒng)。構(gòu)建基于以上的組合導航系統(tǒng)，并介紹其組合模式及組合原理。 再次，構(gòu)建基于MEMS傳感器芯片的SINS微慣性測量組件（M

3、IMU），包括角速度測量電路、加速度測量電路及AD采樣電路等。為了提高系統(tǒng)精度，分析其誤差模型。 第四，針對導航系統(tǒng)要求成本低、體積小、功耗低和可靠性高的特點，設(shè)計了基于DSP的嵌入式SINS/GPS/MC組合導航系統(tǒng)方案，并完成了組合導航系統(tǒng)各個模塊的軟硬件具體設(shè)計與實現(xiàn)。 最后，為了進行組合導航系統(tǒng)的性能檢驗和分析，對MEMSSINS系統(tǒng)采用卡爾曼濾波方式的SINS/GPS/MC組合導航系統(tǒng)進行實驗。研究了系統(tǒng)的實時