题目：基于容错滤波的车辆导航技术研究

车辆导航系统可以最大限度地防止交通阻塞的发生，减少车辆在道路上的逗留时间，并最终实现交通流量在网络中各路段上的最优分配，使道路网络得到最合理、最有效的利用。针对现有的车载导航仪在汽车经过隧道、林荫道、高架桥时，由于GPS失锁导致导航精度严重下降的情况，本文在现有GPS/DR和SINS/GPS组合导航的基础上，进行容错滤波技术研究，以提高车载导航系统定位技术的可靠性和稳定性。对于GPS未完全失效的情况，本文将基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合容错滤波引入车辆导航；对于GPS完全失效的情况，本文提出两种分别针对陀螺仪和加速度计的误差估计方法，在GPS失效前对惯性器件误差进行估计，在GPS失效后对惯性器件误差进行补偿，从而保证车辆导航系统在GPS失效后一段时间内仍能保持可用精度。首先，本文根据车载导航的特点和汽车运动模型，分析了车载导航对导航系统的性能指标的要求，给出了研究将要采取的技术路线。然后，按照设计的技术路线，开展了GPS/DR和SINS/GPS松组合容错滤波研究，以及SINS/GPS紧组合容错滤波研究。前者以车载导航仪和带有惯性器件的手机为平台进行实验研究，后者则是在SINS/GPS松组合的基础上进行紧组合容错滤波仿真研究。最后，本文分别研究了可用卫星个数和卫星拓扑结构对SINS/GPS紧组合容错滤波精度的影响，总结了在低成本INS或低成本DR条件下，紧组合容错滤波对车载导航定位技术精度的提高程度。本文的研究内容和所采取的技术路线与技术方案，为车载导航GPS失锁问题的处理奠定了技术基础，同时也提高了SINS/GPS的可靠性与稳定性。