INS/GPS紧耦合导航算法及辅助捕获技术研究

admin · 发表于 2024-1-12 20:22:41

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雅宝题库解析：
INS（Inertial Navigation System，惯性导航系统）/GPS（Global Positioning System，全球定位系统）组合导航系统是目前常用的组合方式，而基于伪距、伪距率的紧耦合组合导航系统采用的是GPS的原始测量信息，相对于基于位置、速度组合的松耦合组合导航系统而言具有可靠性好，导航精度高等优点。本文主要对紧耦合组合导航系统进行深入研究和技术探索。本文首先介绍了课题研究意义及组合导航的发展现状，全面阐述了INS和GPS及其组合导航的基本原理，建立了INS和GPS误差模型，并分析了惯导解算方法及GPS卫星在轨坐标解算方法。根据飞机实际飞行需求，设计了飞行轨迹发生器、惯性器件模拟器及导航星模拟器，并利用Matlab搭建惯导系统仿真平台，对惯导系统误差传播特性和纯惯导解算误差进行了仿真分析。建立了基于紧耦合导航系统的状态方程及量测方程，设计了相应的Kalman滤波器，研究了滤波器开环校正和闭环校正两种校正方式，通过仿真对对比分析，综合两种方式的优点，设计了分段式闭环校正方式，将该方式用于本文组合导航系统仿真研究。通过Matlab仿真，将本文设计的紧耦合分段式闭环校正方案与传统松耦合方案进行比较分析，结果说明，紧耦合分段式闭环校正方案具有导航精度高，收敛速度快，适用于高动态环境场合等优点。由于紧耦合组合导航常用于高动态环境而要求GPS接收机具有快速捕获卫星信号的能力，基于此，本文最后对INS辅助GPS快速捕获进行了硬件电路设计研究。设计了辅助捕获电路板，利用FPGA+DSP及其外围电路和系统控制逻辑，将已有的捕获算法在电路板中实现，完成了GPS卫星中频信号的捕获，证明了捕获电路的可行性。

INS/GPS紧耦合导航算法及辅助捕获技术研究

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