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车载定位定向系统能够实时为车辆提供精确的姿态、速度和位置等导航信息,已成为现代化战争中车辆平台的关键性装备,其性能的优劣直接关系到陆军特种车辆的战斗力。由于惯性导航系统的信息完备性,捷联惯导系统成为车载定位定向系统的首选。然而惯性导航系统是一种航位推算系统,其误差会随时间不断积累,因此通常采用组合导航的方式来提高导航系统性能。捷联惯导系统和GPS、北斗等组合是定位定向系统常用的组合方式,它能够满足车辆对定位定向的要求,但这种组合导航方式并不能满足军用特种车辆如导弹发射车等对自主性和隐蔽性的严格要求,因此由捷联惯导和里程计组成的组合导航系统已成为车载定位定向系统的重要研究方向。本文通过对捷联惯导/里程计组合定位定向系统的研究,设计出一套完全自主、性能可靠的定位定向系统。具体内容包括:1、捷联惯导/里程计组合定位定向系统的总体方案设计。在对组合定位定向系统的功能和组成进行研究后提出本文需要达到的研究目标,根据设计目标对系统主要器件进行选型,并通过仿真分析所选器件的理论可行性。2、捷联惯导/里程计组合定位定向系统的原理分析。对捷联惯导的数字递推算法进行推导,并完成捷联惯导/里程计组合定位定向系统的误差分析,在此基础上设计组合定位定向系统的初始对准和组合导航算法,通过仿真分析验证算法的正确性。3、根据总体方案和器件选型,完成对捷联惯导系统和里程计信息采样模块的硬件电路设计;根据组合定位定向系统的算法和功能完成系统的软件设计;最后搭建起捷联惯导/里程计组合定位定向系统的试验平台。4、对捷联惯导/里程计组合定位定向系统进行试验验证。首先对惯性测量单元和里程计进行标定和误差补偿,然后通过初始对准试验和跑车试验验证系统定位定向精度。经试验验证,系统初始对准精度优于0.06°,对准时间小于5分钟,定位误差小于0.2%D(D为行驶里程)。