組合式車載導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，車輛導(dǎo)航與定位技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。本文以車載導(dǎo)航為應(yīng)用背景，重點(diǎn)研究了低成本SINS/GPS/EC組合導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)高精度的車載導(dǎo)航提供了有效的途徑。 為了提高組合導(dǎo)航子系統(tǒng)的精度，本文首先詳細(xì)分析了每個(gè)子系統(tǒng)的導(dǎo)航原理和誤差，并建立了相應(yīng)的誤差模型。設(shè)計(jì)了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)來辨識(shí)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)（SINS）中MEMS慣性器件的常值誤差、刻度因子誤差和安裝誤差；提出了基于橢圓假設(shè)的非線性兩步估計(jì)算法來補(bǔ)

2、償電子羅盤（EC）所受到的羅差，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了補(bǔ)償方法的有效性。 針對(duì)低成本SINS系統(tǒng)難以完成航向自對(duì)準(zhǔn)的問題，本文提出了基于電子羅盤輔助實(shí)現(xiàn)粗對(duì)準(zhǔn)，再利用卡爾曼濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)精對(duì)準(zhǔn)的SINS初始對(duì)準(zhǔn)方法。在精對(duì)準(zhǔn)過程中，分別設(shè)計(jì)了基于初始對(duì)準(zhǔn)線性誤差模型的卡爾曼濾波器、簡(jiǎn)化Sage-Husa自適應(yīng)濾波器以及基于非線性誤差模型的自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波器和平淡卡爾曼濾波器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在系統(tǒng)量測(cè)噪聲方差陣未知時(shí)，在濾波器中加入自適

3、應(yīng)方法能有效的提高對(duì)準(zhǔn)精度；而采用非線性濾波算法，即使在粗對(duì)準(zhǔn)之后方位失準(zhǔn)角比較小的情況下，也可獲得比線性濾波更優(yōu)的對(duì)準(zhǔn)精度和快速性。 由于分布式卡爾曼濾波比集中式濾波具有更強(qiáng)的容錯(cuò)性能，本文重點(diǎn)研究了自適應(yīng)聯(lián)邦卡爾曼濾波算法在SINS/GPS/EC組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用。在分析導(dǎo)航子系統(tǒng)組合模式和組合導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)了自適應(yīng)聯(lián)邦卡爾曼濾波器和集中卡爾曼濾波器，并通過組合導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)比較了兩種濾波算法的性能。