基于GPS-INS列車組合定位數(shù)據(jù)融合算法研究.pdf

1、如今，隨著高速鐵路在國(guó)內(nèi)如火如荼的發(fā)展，列車的速度不斷地提高，國(guó)產(chǎn)動(dòng)車組“和諧號(hào)”列車運(yùn)營(yíng)時(shí)速已超過(guò)300km/h。因此，由于高速列車復(fù)雜的定位環(huán)境，其定位參數(shù)的安全性和精確性越來(lái)越得到重視?；贕PS導(dǎo)航系統(tǒng)和INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組合系統(tǒng)能綜合單獨(dú)定位系統(tǒng)的定位優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)比獨(dú)立應(yīng)用任一系統(tǒng)時(shí)更好的定位性能，有效地提高了列車定位系統(tǒng)的綜合性能。
　　 因此，本論文對(duì)基于GPS/INS的列車組合定位系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，并重點(diǎn)研究組合

2、定位系統(tǒng)的濾波融合算法和組合濾波結(jié)構(gòu)。
　　 論文首先介紹了以GPS和INS慣導(dǎo)系統(tǒng)組合的導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)組合系統(tǒng)的濾波融合算法應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述和分析。另外，針對(duì)列車的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)INS慣導(dǎo)系統(tǒng)和GPS進(jìn)行誤差分析，并建立INS的位置和速度誤差數(shù)學(xué)模型。
　　 論文在總結(jié)擴(kuò)展Kalman濾波算法不足的基礎(chǔ)上，引入H∞濾波理論對(duì)算法的魯棒性進(jìn)行改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上針對(duì)不同時(shí)間段不同特征的噪聲影響研究基于H∞/

3、H2他的混合濾波算法，對(duì)混合濾波算法的精度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析;同時(shí)引入有限差分方法分析研究擴(kuò)展Kalman濾波算法的精度;最后在擴(kuò)展Kalman濾波算法的自適應(yīng)性和收斂性方面利用強(qiáng)跟蹤濾波的思想對(duì)其進(jìn)行一定程度的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)混合濾波算法在魯棒性、精確性、自適應(yīng)性和收斂性的綜合。
　　 在研究分析組合系統(tǒng)的組合方式基礎(chǔ)上，論文設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的濾波結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)出組合系統(tǒng)的狀態(tài)模型和量測(cè)模型。
　　 最后，論文研究設(shè)計(jì)了基于GPS/I