● 摘要
基于全球卫星（GNSS）和惯性技术（INS）的松/紧组合导航系统由于没有对GNSS接收机进行反馈校正，所以当GNSS信号受干扰或者载体高动态运动时，导航系统将无法很好的完成导航工作。针对这一问题，本论文以GPS接收机为对象，进行了联邦式的GNSS/INS超紧组合导航算法研究，主要完成了以下工作：
1、基于GPS接收机和INS系统的基本工作原理，研究了INS对GPS接收机信号捕获和信号跟踪环路的辅助方式，仿真结果表明INS的辅助能有效地提升GPS接收机的跟踪和捕获性能。
2、基于GPS/INS超紧组合的机理，分析对比了集中式和联邦式超紧组合结构的优劣，提出了一种联邦式GPS/INS超紧组合算法。此算法主要由环路鉴相器、预滤波器和组合导航滤波器三个部分组成，给出了环路鉴相器和预滤波器的选择标准，通过仿真对比确定了本方案使用的鉴相器和预滤波器。设计了一种基于卡尔曼滤波的组合导航滤波器，对INS状态误差和GPS状态误差进行了最优估计，最后就GPS接收机反馈信号的引入方式进行了分析。
3、为了仿真验证所设计的超紧组合导航算法，本论文搭建了半实物仿真系统。利用搭建的半实物仿真试验系统对本论文设计的GPS/INS超紧组合导航算法就GPS信号失锁和载体高动态两种情况，进行了组合导航性能评估。仿真结果表明，本论文设计的GPS/INS超紧组合导航算法在GPS信号失锁时，仍能保持较高精度的导航，并且重捕获速度明显优于传统接收机；而在高动态情况下，组合导航解算结果依然显示了良好的导航性能。