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舰船组合导航信息综合集成技术应用研究

王海霞  
【摘要】: 捷联惯性导航系统(SINS)是一种自主式导航系统,可以连续提供多种导航信息,短时间内运行的精度较高,然而其定位误差随时间积累。全球定位系统(GPS)长期误差特性较好,但易受外界影响,且受美国军方控制。因此SINS/GPS组合导航系统能够取长补短,是一种理想的组合方式。SINS/GPS组合导航系统具有巨大的军事、民用价值和广阔的应用前景。而组合导航信息综合集成技术中卡尔曼滤波(KF)算法是研究SINS/GPS组合导航系统的关键技术之一。 论文首先介绍了捷联惯性导航系统的基本原理,建立了SINS导航系统的误差传播方程。针对动态GPS观测数据给出了GPS单差、双差数据处理方法。 其次,论文介绍了集中卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波的基本理论,并给出了它们的算法。论文深入研究了混合系统的UKF滤波算法,针对线性状态方程、非线性观测方程组成的混合系统,给出了边沿化无迹卡尔曼滤波(RBUKF)算法。 再其次论文根据SINS/GPS组合深度的不同,设计了松组合与紧组合两种组合方案,针对上述方案分别建立了位置、速度松组合模型和基于测码伪距/伪距率的非差、单差、双差紧组合模型。 最后,结合舰船试验数据,分别用EKF和RBUKF方法进行了Matlab仿真比较。


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