INS-GPS-PLS組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)具有完全自主性，但其導(dǎo)航定位精度隨時(shí)間下降，因而難以長時(shí)間獨(dú)立工作；全球定位系統(tǒng)(GPS)是全球?qū)崟r(shí)高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)，但GPS受制于人且信號(hào)易受到干擾；GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)克服了各自缺點(diǎn)且組合后的導(dǎo)航精度高于兩個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)工作的精度。但當(dāng)GPS/INS組合系統(tǒng)應(yīng)用到“城市峽谷”地域時(shí)，由于信號(hào)受遮擋等原因，使得GPS無法提供足夠并且穩(wěn)定的定位精度來修正INS的誤差。此外，目前在地表以下(如城市地鐵)還不能使用G

2、PS定位技術(shù)。INS/GPS/偽衛(wèi)星(PLS)組合系統(tǒng)是解決這些問題的一條有效途徑。采用偽衛(wèi)星定位技術(shù)能夠增加衛(wèi)星可見星的數(shù)目并改善其幾何圖形分布，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度和可靠性。 本文研究INS/GPS/PLS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的理論和方法。綜述了幾種導(dǎo)航系統(tǒng)，分析了這幾種導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了采用INS/GPS/PLS組合系統(tǒng)的必要性。詳細(xì)研究了卡爾曼濾波方法，建立了組合系統(tǒng)的狀態(tài)方程和觀測方程。探討了模糊邏輯規(guī)則，并將其與卡爾

3、曼濾波方法結(jié)合，給出了模糊邏輯卡爾曼濾波方程，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果表明，模糊邏輯卡爾曼濾波效果優(yōu)于常規(guī)卡爾曼濾波。在理論研究和分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行了GPS/IMU組合系統(tǒng)的卡爾曼濾波器設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，組合系統(tǒng)的俯仰角和橫滾角誤差標(biāo)準(zhǔn)差均為0.06度，經(jīng)度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為1.8米，緯度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為0.9米。GPS/INS組合系統(tǒng)定位精度比單獨(dú)GPS定位方法有明顯的提高。組合系統(tǒng)給出的姿態(tài)信息迅速收斂，解決了純INS