雙天線GPS-INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、組合導(dǎo)航技術(shù)是提高導(dǎo)航系統(tǒng)整體性能的有效途徑。本論文主要圍繞基于載波相位的雙天線GPS/INS 組合導(dǎo)航系統(tǒng)，進(jìn)行了理論分析、數(shù)學(xué)建模、結(jié)構(gòu)仿真等研究工作。 眾所周知載體的方位問題在導(dǎo)航中一直是難以解決的問題，特別是載體處于靜態(tài)或作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)。如果沿載體縱向相距一定距離放置兩個(gè)GPS 天線，則在載體上兩個(gè)天線載波相位之間求差可確定載體的方位。論文提出了用雙天線GPS 信號(hào)為觀測(cè)量與慣導(dǎo)進(jìn)行姿態(tài)（二維）組合，推導(dǎo)了雙天線、位置、速

2、度和慣導(dǎo)的狀態(tài)方程和觀測(cè)方程，并利用仿真驗(yàn)證了該方案的有效性。 在飛機(jī)精密進(jìn)場(chǎng)、飛行器空中對(duì)接、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略武器精確制導(dǎo)等場(chǎng)合中對(duì)定位精度要求非常高。載波相位觀測(cè)量在經(jīng)過雙差處理后能消除絕大部分公共誤差后，可以達(dá)到厘米級(jí)的精度。論文采用結(jié)合雙天線GPS 信號(hào)和載波相位雙差為觀測(cè)量的方案,推導(dǎo)了系統(tǒng)的組合方程。本方案也通過仿真驗(yàn)證。 載波相位應(yīng)用中存在著整周模糊度的求解和周跳的檢測(cè)與修復(fù)兩個(gè)關(guān)鍵性問題，只有有效的解決了這兩個(gè)問

3、題，才能獲得高精度的導(dǎo)航結(jié)果。在對(duì)現(xiàn)有方法研究的基礎(chǔ)上，本文采用了一種基于INS 數(shù)據(jù)輔助的整周模糊度解算和周跳的檢測(cè)與修復(fù)方法。其簡(jiǎn)單快速，較其他的傳統(tǒng)方法有很大的優(yōu)越性。 在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)噪聲與量測(cè)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性不確切已知的情況下，應(yīng)用常規(guī)卡爾曼濾波可能產(chǎn)生發(fā)散現(xiàn)象。論文采用了一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，工程上比較實(shí)用的在線估計(jì)量測(cè)噪聲統(tǒng)計(jì)特性的自適應(yīng)濾波算法。仿真結(jié)果表明，這種算法具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，是一種實(shí)用而有效