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论文以车辆导航为背景。分析了捷联惯性导航(SINS)导航系统和全球定位系统(GPS)导航系统的原理和误差。论文研究了基于卡尔曼滤波器的GPS/SINS组合导航系统,使用GPS辅助SINS修正位置和速度信息来提高导航参数。 目前的单天线GPS系统中,无法完成测量姿态的功能。而采用SINS通过姿态矩阵求解姿态的方法,由于惯性元件漂移的特性,计算出的姿态误差比较大。论文在深入研究卡尔曼数据融合算法的基础上,考虑了电子罗盘在测量姿态角的优势,在FPGA+DSP的硬件平台上,加入电子罗盘进行了姿态信息的多数据融合,修正SINS输出的姿态角。对测得的姿态角数据进行了绘图分析和3D模型演示。 论文在Matlab平台上对GPS/SINS组合导航进行了仿真,并在FPGA+DSP硬件平台上实现了载体的姿态测量。仿真实验表明GPS/SINS组合导航位置和速度精度得到了一定程度的提升,同时姿态测量中加入了电子罗盘,运用了互补滤波器,提高了载体姿态角精度。