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随着计算机技术的飞速发展,导航定位技术已经离不开人们的日常生活。导航定位系统的应用研究已经成为高校研究的一个热点,也越来越受国内外学者们的重视。为了使导航系统能够在不同的导航环境中连续定位,不受GPS信号缺失的影响,本文提出了一种具有室内外无缝定位功能的个人导航系统,并在此基础上展开研究工作。本论文的主要研究内容和成果如下:1.本文针对个人导航系统的硬件需求,提出了硬件系统的总体方案,设计了基于DSP+FPGA的导航计算机,并完成了系统硬件模块的选型工作,使系统达到工作要求。在DSP中进行导航算法移植,并搭建DSP环境,包括DSP芯片初始化、命令文件和实现自引导,使系统能够进行实时导航。2.本文完成了 MEMS传感器的温度补偿和标定补偿,提高了惯性器件的测量精度。在此基础上,针对惯性导航和GPS组合导航进行探究,研究了以四元数为核心的捷联导航算法以及松组合的组合导航方式,设计了 12维状态变量的卡尔曼滤波器,融合GPS导航数据、磁航向角和捷联导航数据,实现室外导航。3.本文以磁罗盘和MEMS(Micro-electromechanical Systems微机电系统)加速度计为研究对象,利用椭圆修正算法对磁罗盘罗差进行补偿以提供室内环境下的航向角信息,通过分析MEMS加速度计垂直向加速度的变化规律,利用动态阈值和动态精度进行步态检测,通过步行实验进行计步算法验证,实现室内导航。4.对系统进行摆动实验、静态实验和动态实验。通过摆动实验验证了组合导航姿态角的测量精度,其中单轴摆动时,横滚角、俯仰角和航向角的误差均在±0.8°以内;通过静态实验,系统姿态角误差控制在±0.5°以内,速度误差小于±0.07m/s;通过动态实验,导航系统不仅能够分别实现室内定位和室外定位,而且能够实现室内外无缝定位,定位误差在5m以内。