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微机电系统(MEMS)产品依靠其高可靠性、低成本、低功耗、强抗干扰性和适于大批量生产等特点在近年来取得了迅猛发展。基于MEMS惯性器件的捷联惯性导航系统(SINS)与全球定位系统(GPS)形成的组合导航系统不仅能克服SINS单独工作时导航误差随时间积累的不足,而且能克服GPS单独工作时抗干扰性差,导航信息更新频率低的缺陷,因此在军用和民用领域均有着广阔的应用前景。本文以基于MEMS的SINS/GPS组合导航系统为研究对象,开展了组合导航系统的算法研究与系统程序设计工作,具体完成的工作如下:(1)对捷联惯性导航算法进行研究,并设计C语言程序对算法进行仿真。基于航迹模拟的仿真算法设计轨迹发生器,将轨迹发生器生成的惯性器件信息源作为捷联惯性导航算法的输入,进行捷联解算,将解算结果和模拟的航迹进行对比,对捷联惯性导航算法进行仿真验证。(2)对基于位置/速度组合的SINS/GPS松组合导航系统的滤波算法进行研究,建立松组合导航系统的数学模型,基于该模型设计卡尔曼滤波器实现对导航参数误差和惯性器件误差的估计,最后设计C语言程序对所设计的滤波算法进行仿真验证。(3)对基于伪距/伪距率组合的SINS/GPS紧组合导航系统的滤波算法进行研究,建立紧组合导航系统的数学模型,并基于该模型分别设计扩展卡尔曼滤波器和无迹卡尔曼滤波实现对导航参数误差、惯性器件误差和GPS接收机误差的估计,最后在MATLAB环境下分别对两种算法进行程序设计和仿真分析。(4)基于对MPU6050六轴传感器的实测数据,分别建立三轴陀螺仪和三轴加速度计随机误差的AR(1)模型,基于该模型设计卡尔曼滤波器,对随机误差进行补偿。通过对误差补偿前后测量数据的Allan方差分析,实现对卡尔曼滤波器误差补偿效果的定量分析。(5)对所设计的松组合导航算法进行实际工程验证,以TI TMS320C28x系列TMS320F28335浮点DSP开发板为导航计算机搭建组合导航系统的硬件平台,基于该平台对松组合导航系统进行软件设计,最后通过实验对所设计的松组合导航算法的性能进行测试。