● 摘要
为满足现代无人机导航的需要，本文对SINS/卫星/景象匹配组合导航系统进行了理论研究与仿真分析。该系统综合了各个导航系统的优点，具有导航精度高、可靠性好、自主性强等特点，是现代导航系统的主要发展方向之一。论文主要的工作包括以下几个部分：1、研究了捷联惯导系统的工作原理、基本算法以及惯性器件的误差模型，编写了捷联惯导仿真算法；2、根据卫星导航的工作原理，分析了卫星导航系统的误差来源，并根据GPS接收机的实测数据，应用时间序列分析法辨识得到了GPS的误差模型，并对其加强噪声来模拟北斗卫星导航系统，使得SINS/北斗组合导航更具有意义；3、针对系统噪声、量测噪声已知和未知两种情况，为了抑制滤波的发散，分别设计了改进的卡尔曼滤波器和自适应滤波器，仿真结果表明：本文设计的滤波器能有效抑制滤波发散，同时具有较高的精度；4、研究了景象匹配辅助导航技术，包括景象匹配辅助导航原理、图像的预处理，并对两种典型的图像匹配算法进行了研究，同时开发可视化软件进行仿真；5、分析了联邦滤波器算法和结构特点，提出了一种SINS/卫星/景象匹配组合导航系统的联邦滤波方案，该方案既保证了容错能力，又兼顾了导航精度；最后搭建了组合导航系统的软件仿真平台，利用五台计算机分别实现：轨迹发生器模拟、SINS模拟、卫星导航模拟、景象匹配辅助导航模拟和组合导航计算机。关键字：捷联惯导，卫星导航，景象匹配，自适应滤波，联邦滤波，组合导航仿真
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