GPS-INS組合導航與定位系統(tǒng)研究.pdf

1、自上世紀70年代，組合導航系統(tǒng)就受到人們的關注，經歷了航位推算和地圖匹配技術的定位組合過渡到以GPS定位為主，各種導航設備為輔的定位組合，尤其是GPS與INS慣性導航系統(tǒng)組合具有很強的互補性，GPS能夠消除INS的積累誤差，INS能夠在GPS信號失鎖時提供短時精確的定位，本文對基于GPS/INS的導航定位系統(tǒng)進行了研究。另外，以GPS為主，地圖匹配技術為輔的定位組合廣泛應用于成品GPS接收機，具有定位精度高的特點，但當GPS接收機被連續(xù)

2、高層遮擋或進入隧道，無法接收到四顆以上衛(wèi)星的信號，不能有效定位，因此可靠性不高，GPS/INS組合導航較好的解決了這個問題。 GPS/INS組合導航系統(tǒng)以數(shù)據(jù)融合理論作為基礎，以卡爾曼濾波作為主要融合方法，對進入組合系統(tǒng)的GPS定位數(shù)據(jù)與INS定位數(shù)據(jù)分別進行估計、修正、融合，來解決GPS信號失鎖引起的無法定位問題和INS積累誤差引起的長時間漂移問題。本文從可靠性和實用性的角度設計出GPS/INS組合導航系統(tǒng)，并根據(jù)卡爾曼濾波理

3、論推導出該系統(tǒng)的狀態(tài)方程、測量方程和遞推濾波方程。 本文對GPS/INS組合導航系統(tǒng)進行系統(tǒng)設計，給出系統(tǒng)方框圖和系統(tǒng)模塊。分散濾波結構簡單，聯(lián)合濾波結構復雜，仿真分析表明后者的定位精度稍稍高于前者，從系統(tǒng)實用性的角度出發(fā)，采用分散濾波結構作為該組合導航系統(tǒng)的融合結構。模擬移動臺行駛在一條既有連續(xù)高層又有隧道的環(huán)形路徑，GPS與INS單獨定位軌跡和濾波融合的軌跡，仿真結果表明該GPS/INS組合導航定位系統(tǒng)能夠在此典型的環(huán)形路徑