GNSS-MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)初始對(duì)準(zhǔn)及實(shí)時(shí)信息融合方法研究.pdf

1、本文以GNSS/MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)GNSS/MIMU組合導(dǎo)航初始對(duì)準(zhǔn)的理論和算法進(jìn)行了驗(yàn)證及研究，重點(diǎn)驗(yàn)證了GNSS/MIMU動(dòng)基座初始對(duì)準(zhǔn)方法和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可觀測(cè)性分析方法；研究了基于可觀測(cè)性改進(jìn)Kalman濾波方法以及改進(jìn)實(shí)際系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的Kalman濾波方法。
　　本研究首先針對(duì)低精度、低成本MEMS-IMU初始對(duì)準(zhǔn)濾波初值確定難題，采用了GNSS雙歷元輔助MIMU解析動(dòng)態(tài)粗對(duì)準(zhǔn)方法，利用GNSS測(cè)量的速度信息計(jì)算

2、導(dǎo)航坐標(biāo)系中的加速度和比力，與捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的比力信息相比較，并假設(shè)體坐標(biāo)系中側(cè)滑速度為零，從而計(jì)算得到載體姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)了快速精確解析求解MEMS-IMU初始姿態(tài)角信息。車(chē)載和機(jī)載試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法精度較高，且對(duì)載體動(dòng)態(tài)性限制較小，可為精對(duì)準(zhǔn)提供良好初值。其次，基于動(dòng)態(tài)粗對(duì)準(zhǔn)方法提供的初始值，研究了GNSS/MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)初始精對(duì)準(zhǔn)方法。采用“速度匹配+位置更新”傳遞對(duì)準(zhǔn)方案實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)初始精對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。車(chē)載和機(jī)載試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于

3、GNSS/FIMU組合導(dǎo)航結(jié)果且考慮到 MIMU較差的性能，基于粗對(duì)準(zhǔn)結(jié)果的精對(duì)準(zhǔn)過(guò)程已達(dá)到較高收斂精度和較短收斂時(shí)間。然后，針對(duì)狀態(tài)變量合理選取、系統(tǒng)性能提升等問(wèn)題，研究了可觀測(cè)性分析理論。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證兩種可觀測(cè)度分析方法在動(dòng)態(tài)條件下的有效性，試驗(yàn)結(jié)果表明：基于最小二乘估計(jì)方差陣的動(dòng)態(tài)可觀測(cè)度分析方法計(jì)算量小且分析結(jié)果與實(shí)際情況相符。提出基于可觀測(cè)性分析的改進(jìn)Kalman濾波方法，旨在提高初始精對(duì)準(zhǔn)精度、減小對(duì)準(zhǔn)時(shí)間并改善MIMU獨(dú)立