基于ARM的小型無(wú)人機(jī)SINS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，小型無(wú)人機(jī)的功能和種類越來(lái)越多，現(xiàn)在小型無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它具有體積小、行動(dòng)靈活，成本低等眾多優(yōu)勢(shì)，吸引著全世界各個(gè)國(guó)家的人開(kāi)始研發(fā)各種用途的無(wú)人機(jī)。導(dǎo)航系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的一個(gè)極為重要的組成部分，它直接決定著無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的控制姿態(tài)、位置、速度等參數(shù)都是由導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)提供的，所以當(dāng)今導(dǎo)航系統(tǒng)的研究也成為一大熱門趨勢(shì)。
　　本文所介紹的導(dǎo)航系統(tǒng)由捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(SINS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)

2、組成。捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的缺陷在于該系統(tǒng)在比較短的一段時(shí)間誤差較小，系統(tǒng)使用時(shí)間越長(zhǎng)，誤差就越大。但是捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)并不需要接收外界信號(hào)而進(jìn)行自主導(dǎo)航，在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)航數(shù)據(jù)精確度較高。而全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)外界條件要求高，它需要接收衛(wèi)星信號(hào)，而一旦處在有遮蔽物或者天氣較差的環(huán)境下，GPS接收機(jī)并不能接收到衛(wèi)星信號(hào)，而失去導(dǎo)航的功能。但GPS一大優(yōu)點(diǎn)是精確度高，一旦能接收到足夠的有效信號(hào)，它可以24小時(shí)不間斷的提供精確的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。利用兩種系統(tǒng)

3、各自的優(yōu)勢(shì)，來(lái)彌補(bǔ)對(duì)方的劣勢(shì)，形成一套GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。這套系統(tǒng)將為無(wú)人機(jī)提供精確的姿態(tài)、位置、速度等信息，提高無(wú)人機(jī)的控制準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
　　本文主要研究的是基于ARM的GPS/SINS組合導(dǎo)航，并將其主要應(yīng)用于小型無(wú)人機(jī)上，其中，重點(diǎn)研究以下方面:
　　首先，本文會(huì)介紹GPS/SINS組合導(dǎo)航的背景和意義，以及分析其應(yīng)用于小型無(wú)人機(jī)上的發(fā)展前景;而后，分析GPS/SINS組合導(dǎo)航的基本原理，重點(diǎn)包括捷聯(lián)慣性

4、導(dǎo)航的姿態(tài)、速度、位置等的解算和誤差分析及GPS的定位算法;還有，分析設(shè)計(jì)基于ARM的數(shù)據(jù)處理模塊、GPS模塊、SINS模塊、顯示模塊等各個(gè)硬件模塊，并將其整合;再者，還分析設(shè)計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件程序部分，以及對(duì)濾波器的選擇和仿真對(duì)比;接下來(lái)，還利用小型無(wú)人機(jī)搭載此導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行飛行測(cè)試，觀測(cè)并記錄其導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，分析不足的地方，提出改進(jìn)方案;最后，總結(jié)全文。
　　本文所設(shè)計(jì)的導(dǎo)航系統(tǒng)由于其體積小、重量輕、精度高等特點(diǎn)，適合小型無(wú)