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《哈尔滨工程大学》 2002年
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GPS/SINS组合导航系统中误差及精度研究

宋瑞子  
【摘要】: 本文以全球定位系统(GPS)为基础,通过建立GPS与捷联惯性组合导航系统(SINS)的数学模型,研究了GPS/SINS组合数据处理的卡尔曼滤波方法。 本文对GPS/SINS的组合导航模式进行了仿真,检验了其组合的效果,并比较了开环与闭环卡尔曼滤波的性能差异,阐述了联合滤波的算法、结构与效果。 根据GPS/SINS组合导航算法的需要,分别对GPS和捷联系统的误差模型进行了研究,在对GPS静态定位误差数据特性分析的基础上,建立了GPS定位误差的自回归(AR)模型和自回归滑动平均和(ARMA)模型,并用神经网络方法确定了AR模型参数。此外,还对舰船捷联姿态算法进行了研究,并在分析捷联系统误差模型的基础上,针对惯性元件的随机误差给出了捷联系统的误差仿真。 采用ICL232单电源集成电路芯片设计GPS接收机与微型计算机接口电路,可以同时实现发送和接收信号的电平转换,并给出了接收的流程图。 通过建立GPS/SINS组合系统的数学模型,从几何精度因子GDOP的物理意义和卡尔曼滤波对状态估计的基本原理出发,并结合实例的仿真计算结果,讨论了GPS/SINS组合导航系统定位和测速精度与GDOP的关系。
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