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GNSS/MIMU组合系统由于其实现成本低、自主性强、精度高、动态性能好,目前已经成为中低端导航的主流方案之一。本文对GNSS/MIMU组合系统的姿态测量方法以及误差补偿与抗干扰问题进行了深入研究,内容主要涵盖微惯性器件的误差标定与建模方法、MIMU姿态融合技术与车载运动干扰的解决方案、非线性载波相位姿态方程的快速求解方法、关于模糊度函数法的噪声误差降相关处理过程、MIMU辅助GNSS双差载波相位的平滑滤波模型设计、基于双扩展卡尔曼滤波器的组合测姿新方案等。本文通过六个章节对以上研究内容进行了详细阐述,其中主要的研究成果概括如下:1.在随机性测量误差的低频部分建模中,采用小波软阈值法解决高频干扰和保障样本低频部分原始相关性的问题,同时采用样本方差变差系数法确定最佳样本长度,并将建立的模型通过卡尔曼滤波完成对测量数据的平滑、滤波和预报,完善了MIMU随机误差复杂建模的全过程;2.针对低成本MIMU的姿态测量系统,设计了基于双扩展卡尔曼滤波器的姿态融合算法,避免了对观测方程的线性化处理,直接利用加速度计和磁传感器的测量量作为滤波器状态量,比采用欧拉角或四元数作为状态量更直观,而且结构清晰容易控制,同时采用陀螺补偿和统计分析的方法设计了车载运动的状态收敛模型,解决姿态测量中运动加速度干扰的问题;3.针对GNSS载波相位姿态方程因非线性因素,导致求解过程复杂繁琐的问题,提出了基于空间几何模型的旋转矩阵法。相比解析法的姿态方程求解过程则更加简单、快速和有效,而且此方法在噪声误差的相关性分析方面具有明显的优势;4.模糊度函数法(AFM)虽然在整周模糊度求解上具有更多的自由度,但由于缺少对噪声误差与卫星空间几何关系分析,而导致解算成功率相对较低,针对这个问题,提出了模糊度函数降相关法。相比最小二乘降相关法(LAMBDA)则在同样具有合理的去相关过程下,计算复杂度大幅降低且算法自由度高,更易于实现编程处理;5.在MIMU有效辅助GNSS测姿方面,为抑制GNSS双差载波相位的噪声干扰,设计了基于MIMU航姿参考系统的平滑器滤波模型,从数据源头提高双差载波相位姿态方程的求解精度。不再是以往简单的将航姿参考系统提供的姿态角,作为整周模糊度搜索的约束条件,而是低成本MIMU根据自身性能的基本条件,对GNSS姿态测量系统的数据源部分进行有效合理的深度辅助,提升低成本器件组合的工程应用价值。最后,本文根据以上研究成果将不同信息源设计的姿态测量新方案进行了深入的系统集成,设计了低成本GNSS/MIMU组合测姿系统,并通过实验验证了该系统的性能,取得了良好的效果。