当前位置:问答库>论文摘要

题目:GPS/INS超紧组合导航系统的设计与实现

关键词:组合导航,超紧组合,辅助,锁相环,卡尔曼滤波,载波环,自适应,惯性导航

  摘要



        随着现代军事应用对导航系统的精度、可靠性、动态性能以及抗干扰性能的要求不断提高,采用超紧组合导航技术已经成为提高组合导航系统以及GPS子系统性能的有效途径。GPS和INS构成的超紧组合导航系统可以克服各自的缺点,做到优势互补,已成为当前导航领域的一个研究热点。现今,许多导航应用领域不断扩展,需要在各种恶劣条件下导航。GPS的定位精度高,但高动态性易使环路失锁;INS的动态性能好,但是其误差随时间不断累加,因此GPS和INS超紧组合导航定位成为一种新的研究方向。本文以GPS/INS超紧组合导航系统为研究对象,以高动态的环境为应用背景,对基于传统环路跟踪载波和基于卡尔曼滤波跟踪载波的GPS/INS超紧组合方式的跟踪定位进行了研究。

        首先,针对在高动态环境下接收机环路跟踪不上信号的变化,使得环路容易失锁的问题,提出利用INS速度辅助、加速度辅助以及联合辅助GPS载波跟踪的方法,将INS信息馈入到跟踪环路中,实现了基于传统跟踪环路的GPS/INS的超紧组合方式,增强系统的动态性能;

        其次,针对加速度辅助GPS跟踪时,对于加加速度动态,环路存在稳态误差,在离散时域分析了在加速度辅助条件下环路的误差构成,根据载体的动态及载噪比情况,提出了一个简略的自适应调整环路带宽和积分时间的方案,实现在复杂条件下自适应选择环路参数;

        再次,针对接收机载波跟踪,提出并实现了利用卡尔曼滤波跟踪载波的方法,并针对高动态的应用条件,提出了利用INS加速度辅助GPS载波跟踪的方法,实现了基于卡尔曼滤波跟踪载波的GPS/INS的超紧组合方式,增强了系统的高动态性能;

        最后,在仿真试验平台进行上述算法验证,并在跑车条件下分析系统的性能,且最终完成上述算法的设计及仿真。

        本文对如何实现GPS/INS超紧组合导航系统中辅助方法所进行的研究具有一定的实际意义与应用价值,为提高组合导航系统及GPS子系统的跟踪定位性能的研究奠定了基础。