基于GPS-INS組合測姿方法研究.pdf

1、隨著信息和導航技術(shù)的發(fā)展，實時準確地掌握載體的運動信息變得尤為重要。載體的姿態(tài)信息（偏航、俯仰、橫滾）在航空航天中的飛行器件、在海上航行的輪船、以及在陸地上行駛的汽車等中都是重要的輸出參數(shù)之一。如何準確地獲得運動載體的姿態(tài)信息也是研究領(lǐng)域的一大熱點。
　　本文以GPS/INS組合測姿系統(tǒng)為研究對象，首先對GPS/INS組合測姿系統(tǒng)進行了研究和分析，并詳細地介紹了組合測姿基本原理和測姿方法，為下文的研究做好理論基礎(chǔ)。分析測姿誤差來源

2、，推導組合導航系統(tǒng)的誤差模型。對卡爾曼濾波理論進行研究學習，再此基礎(chǔ)上提出了基于單天線GPS/INS組合測姿和基于雙天線GPS/INS組合測姿兩種方案。重點對雙天線GPS/INS測姿方法進行了研究，根據(jù)實際情況建立了卡爾曼濾波的誤差狀態(tài)方程和觀測方程?？紤]在GPS/INS組合測姿系統(tǒng)中，將兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行融合及解決系統(tǒng)中的非線性問題是最為關(guān)鍵的技術(shù)，因此在常規(guī)濾波的基礎(chǔ)上提出了改進的卡爾曼濾波算法（UKF），構(gòu)建了基于UKF算法的聯(lián)合

3、卡爾曼濾波器，對各個子系統(tǒng)的濾波器和主濾波器進行設(shè)計，建立了GPS/INS組合測姿系統(tǒng)的狀態(tài)方程和觀測方程。最后，做了兩組實驗對組合測姿系統(tǒng)的整體性能進行驗證和分析。第一組是基于單天線GPS/INS組合測姿的三軸轉(zhuǎn)臺實驗，實驗表明單天線GPS/INS組合測姿系統(tǒng)比純慣導系統(tǒng)解算的效果要好且成本較低適用于精度要求不高的系統(tǒng)中。第二組實驗包括靜態(tài)下雙天線 GPS的測航向角實驗以及跑車實驗。對純慣導系統(tǒng)、INS/GPS組合測姿系統(tǒng)和改進的基于