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为了得到更高精度的导航信息,在现有某船用固定指北惯性导航系统的基础上,本文从组合导航的角度出发,采用惯导系统与GPS系统构成组合导航系统,研究了组合导航系统的数据处理方法,并提出了系统的解决方案,对今后使用中,提高导航系统的性能具有较重要的理论意义和实用价值。
本文首先分析了国内外导航系统的现状和组合导航的概况,然后对GPS接收机和该船用惯导系统的工作原理进行了分析,根据二者的误差来源建立了GPS和惯导系统的误差模型,针对组合导航系统的信息融合处理方法,决定在本论文中采用联邦卡尔曼滤波来实现组合导航,对该滤波模式进行了仿真,验证了组合导航系统方案的可行性,此外,结合工程实现的需要,探讨了实现该组合导航所需要考虑的坐标统一、信息同步等实际问题,为下一步的工程实现做好了准备工作。
根据GPS系统的定位特点,以及惯导设备的可靠性和精度的要求,考虑采用GPS的位置和速度信息与该惯导系统进行组合,所以本文设计了联邦卡尔曼滤波器,即采用速度和位置的组合方式,分别对位置和速度设计了采用常规卡尔曼滤波的子滤波器,将其组合在一起实现联邦滤波,这样就克服了常规卡尔曼滤波计算量大导致导航信息延迟等缺点,通过对该组合导航的仿真,能够得到比单一惯导系统误差更小的速度和位置信息。