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本文首先系统介绍了国内外惯性技术和微惯性技术、卫星导航技术和基于此的惯性/卫星组合导航技术的发展状况,阐明了本文研究的目的在于对低成本、微型化的MEMS-IMU/卫星组合导航系统的理论和工程应用进行有益的探索,以把握MEMS-IMU/卫星组合导航系统的设计和实现规律。本文在对MEMS-IMU惯性测量单元和当今现有的几种卫星导航系统进行分析介绍的基础上,选用了Crossbow公司生产的IMU400CD-200和一种应用比较成熟且具有代表性的GPS/GLONASS双系统OEM板接收机GG16,以它们为例进行了具体组合导航系统的设计和实现研究。在此基础上,探讨了组合系统的捷联惯导解算算法、初始对准方法、组合系统误差模型和组合卡尔曼滤波解算等相关问题。并结合实际情况,对相关算法进行了改进和优化,为的是使其更好的满足系统设计的要求。具体就是:在MEMS-IMU导航解算算法方面,提出了一种新的姿态更新算法;在初始对准方面,对实际应用的对准方法进行了优化,成功利用了卫星导航系统进行方位辅助对准;在组合滤波方面,对系统误差模型进行了适当简化,降低了组合系统卡尔曼滤波器的阶次,提高了系统的稳定性和实时性。最后,依据对这些技术的研究,对MEMS-IMU卫星组合导航系统进行了实现,并编制了组合导航软件,软件主要模块包括MEMS-IMU数据实时采集与预处理、卫星接收机数据实时采集与预处理、组合系统初始对准、MEMS-IMU导航解算、组合滤波、数据显示和导航结果图表生成等几个部分。以此为基础,进行了组合系统的静态和动态导航测试,结果显示组合滤波能很好的抑制MEMS-IMU误差的增长,是有效的。在卫星导航数据输出正常的情况下,导航平均精度基本上与卫星导航系统精度持平,但在卫星导航数据输出无效的时间段,导航误差增长迅速。