● 摘要
基于GPS软件接收机原理,本文完成了级联型GPS/SINS深组合导航系统的建模与仿真实现。这一组合系统由两级滤波结构组成,兼顾GPS系统与SINS系统优势,具有较好的动态适应性,是组合导航技术研究的重要方向。论文的具体研究工作如下:首先,研究并完成GPS软件接收机。利用历书等数据,设计了一种“温启动”的工作方式,避免接收机漫天搜星,有效地缩短了捕获总时间;研究了导航数据源的实现,使用中频信号模拟器及捷联惯导模拟器产生动/静态仿真数据,闭环仿真验证了两系统的可行性。其次,在深入理解GPS软件接收机的基础上,研究级联型GPS/SINS深组合导航系统基带预处理滤波器的模型与仿真实现。引入Singer目标跟踪方法,建立了基于Singer模型的基带预处理滤波模型。设计并完成了一种Sage-Husa自适应滤波的改进算法,经过仿真验证,确立了线性滤波算法的有效性并将之应用在级联型GPS/SINS深组合导航系统的构造中。最后,研究GPS/SINS紧组合导航系统,并在此基础上获得级联型GPS/SINS深组合导航系统主滤波器的模型。将伪距/伪距率的量测方程进行线性化处理后,使用卡尔曼滤波技术完成GPS与SINS数据的融合。综合基带预处理滤波器与导航主滤波器,完成级联型深组合导航系统两级滤波结构,利用中频信号模拟器及捷联惯导模拟器产生成套导航数据源,验证了级联型深组合导航系统的跟踪性能。
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