低成本GPS/SINS/GIS组合导航系统研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuehua812
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本论文所研究的低成本GPS/SINS/GIS组合导航系统由导航终端、通信系统和监控中心组成,该系统涉及多学科的有关理论和技术,融合GPS、SINS、GIS、GPRS、嵌入式系统设计及计算机处理等先进技术.使用低精度高噪声的低成本传感器,本文建立了GPS/SINS组合导航的系统模型;为减少噪声获得最优结果,设计了有角速率测量和无角速率测量两种广义卡尔曼滤波器(EKF);应用四元数避免欧拉角法的奇异问题;用高斯-牛顿法将六维观测量转换为四元数,显著减少直接应用EKF的计算量;在姿态矩阵求解的基础上,进一步设计了异步卡尔曼滤波器进行位置和速度的实时计算;设计仿真数据生成算法,分别对低速和高速情况下进行仿真验证并取得良好效果.导航终端基于ARM核心处理器的硬件环境,移植了uC/OS-Ⅱ实时操作系统,搭建了一套嵌入式实时操作系统软件平台,可以进一步实现自主导航算法,大大地提高了系统性能和可靠性.利用GPRS双向数据通信系统,稳定可靠实时性强,且按流量计费,更经济合理.监控中心部分应用ActiveX技术将GIS软件MapObject嵌入到VB中进行开发,充分利用VB在网络、数据库方面的强大功能,也很好的利用MapObject对地理信息形象直观处理的优势开发出GPS-GIS集成的监控系统.
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