基于Kalman滤波及其改进算法的INS/GPS组合导航定位算法研究

发布时间：2023-11-14 19:56

　　惯性导航系统(INS)是一种完全自主式的导航系统，其可以提供全天候的、隐蔽的导航信息，其定位的精度在短时间内相对较高，但也有致命的缺点，INS定位时的误差值随着时间的推移而不断积累，长时间定位的情况下精度会也来越差。全球定位系统(GPS)长期定位时，其定位误差较小，可是由于定位时会受到其他电磁波的干扰和信号遮挡等问题，短期定位时，精度并不好。根据以上两种定位系统各自的优缺点，将INS和GPS进行组合，形成的INS/GPS组合导航系统可以取长补短，是一种相对理想的组合导航系统。 本论文首先介绍了INS的工作原理和其组成器件，对系统中的常用坐标系以及它们之间的转换关系进行了详细介绍。然后介绍了GPS系统的组成结构、工作原理，对GPS在导航过程中产生误差的原因进行了详细的分析。 本文建立了INS/GPS组合导航系统的误差模型，给出了INS和GPS的误差方程并且建立了INS/GPS组合导航系统的模型方程，给出了其状态方程和量测方程，然后对状态方程和量测方程进行了离散化处理。 对常规卡尔曼（Kalman）滤波进行了详细的介绍，推导了常规Kalman滤波方法的滤波方程，在常规Kalman滤波算法的...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 滤波技术的发展
    1.2 组合导航技术的发展
    1.3 课题研究的背景及意义
    1.4 论文研究的主要内容
2.导航系统
    2.1 惯性导航系统
        2.1.1 工作原理
        2.1.2 组成器件
        2.1.3 常用坐标系及其转换
    2.2 全球定位系统
        2.2.1 组成结构
        2.2.2 定位原理
        2.2.3 误差分析
    2.3 INS/ GPS 组合导航系统
        2.3.1 组合方式
        2.3.2 滤波器的设计方法
    2.4 本章小结
3.INS/GPS 组合导航系统模型建立
    3.1 INS/GPS 系统的误差模型
        3.1.1 INS 误差方程
        3.1.2 GPS 误差方程
    3.2 INS/GPS 系统的模型建立
        3.2.1 状态方程
        3.2.2 量测方程
        3.2.3 状态方程和量测方程的离散化处理
    3.3 本章小结
4.INS/GPS 系统的滤波算法
    4.1 信息融合技术
        4.1.1 基本原理
        4.1.2 核心技术及结构
    4.2 常规 Kalman 滤波算法
        4.2.1 状态空间方程
        4.2.2 Kalman 算法滤波方程
        4.2.3 Kalman 滤波过程中应注意的方面
        4.2.4 Kalman 滤波的发散问题
        4.2.5 仿真分析
    4.3 Sage-Husa 自适应滤波算法
    4.4 一种改进的 Sage-Husa 自适应滤波算法
        4.4.1 滤波方程
        4.4.2 仿真分析
    4.5 本章小结
5.INS/GPS 组合导航系统仿真
    5.1 仿真条件
    5.2 对遗忘因子 d 进行仿真获取
    5.3 仿真分析
    5.4 本章小结
6.总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：3864106