GPS-INS組合導航數(shù)據(jù)融合算法研究.pdf

1、全球定位系統(tǒng)(GPS)與慣性導航系統(tǒng)(INS)相結(jié)合的GPS/INS組合導航系統(tǒng)由于各子系統(tǒng)之間具有較強的互補性，具有十分廣闊的應用前景和重要作用，是全世界各國在高精度和高可靠性導航系統(tǒng)領域研究的熱點和重點。而在GPS/INS組合導航系統(tǒng)的研究應用中，對各種信息融合技術，尤其是數(shù)據(jù)融合濾波技術在組合導航系統(tǒng)中的應用研究，是GPS/INS組合導航系統(tǒng)研究的一個主要方向。
　　本文首先簡要介紹了衛(wèi)星導航系統(tǒng)與慣性導航系統(tǒng)的發(fā)展，分析了

2、組合導航系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合算法的研究現(xiàn)狀。同時介紹了導航系統(tǒng)中常用坐標系以及坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，闡述了GPS和INS導航定位基本原理，并且對GPS/INS組合技術進行了簡單的介紹。在此基礎上，仿真了兩組載體軌跡，分析仿真了慣導系統(tǒng)的導航定位數(shù)據(jù)，為進一步研究數(shù)據(jù)融合算法提供了數(shù)據(jù)源。
　　分析了GPS/INS組合導航系統(tǒng)數(shù)學模型，得到以位置、速度為觀測量的松組合導航系統(tǒng)數(shù)學模型。接著對組合導航相關的融合算法進行了分析，主要為擴展卡爾曼

3、濾波算法、無跡卡爾曼濾波算法。對上述算法進行了仿真分析及性能比較。
　　重點研究了粒子濾波的GPS/INS數(shù)據(jù)融合算法，由于粒子濾波存在粒子退化問題，解決粒子退化問題包括選取合適的重要性概率密度函數(shù)和重采樣兩種方法，而重采樣又會出現(xiàn)粒子匱乏問題。針對上述問題，從選取合適的重要性概率密度函數(shù)入手，通過對各種已知粒子濾波算法的研究，提出一種改進粒子濾波算法，改進的粒子濾波算法采用IMM-UKF算法產(chǎn)生重要性概率密度函數(shù)，相比于其他粒子