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《南京航空航天大学》 2011年
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基于环路卡尔曼估计的惯性/GPS深组合算法研究

文立  
【摘要】:惯性/GPS深组合将惯性导航系统和GPS信号处理环路进行组合,在提升整体导航能力的同时有效提高GPS在高动态下的适应能力,以及GPS在弱信号环境下的工作性能。本文基于对GPS环路的分析,设计了环路卡尔曼估计算法,并研究了惯性/GPS深组合技术的核心算法,以GPS作为卫星导航系统的研究对象,分析了深组合几种主要算法的实现方法并对算法进行了仿真验证。 论文首先分析了跟踪环路的结构,基于跟踪环路中各项参数的物理意义,建立了GPS跟踪环路中各路相关累加量的数学表达式并建立了环路参数与位置速度等相关导航参数的关系模型,在此基础上提出了一种基于卡尔曼最优估计和状态反馈控制的PLL控制算法,该算法可以有效减小PLL中热噪声引起的鉴相器抖动,并可以更精确地估计卫星信号频率。 为了分析深组合中惯导对GPS的辅助作用,论文设计了一种基于环路卡尔曼滤波估计及惯导辅助GPS跟踪环路方法的半耦合深组合模型,着重分析了卡尔曼估计器的频率和非相干观测量的获取,以及惯导辅助GPS跟踪中的速度辅助和加速度辅助方法,最后对半耦合深组合进行了仿真,验证了其正确性。 随后,论文提出了断开码环/载波环,利用鉴相器建立位置/速度组合模型并直接采用惯导产生GPS本地信号的全耦合深组合算法,分析了码环鉴相器、载波鉴频器、载波鉴相器三种观测量,对观测方程建模,观测量获取方法以及观测噪声进行了分析,设计并最后仿真验证了模型的正确性和性能。 最后论文设计了一种高动态深组合快速仿真平台,特别讨论了基于发射时间的动态GPS信号产生方法和基于特征信号量的GPS快速跟踪环路,这两项技术在确保了验证平台正确性的基础上很好地提升了深组合研究的效率。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V249.328

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈坡;GNSS/INS深组合导航理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王兰芳;吴长奇;高秀英;;基于FLL与PLL级联的高动态载波跟踪技术[J];电子测量技术;2009年03期
2 黄汛;高启孝;李安;陈永冰;葛德宏;;INS/GPS超紧耦合技术研究现状及展望[J];飞航导弹;2009年04期
3 姜华;毛志刚;谢憬;;基于CORDIC算法的GPS载波跟踪环鉴相器的设计[J];信息技术;2008年01期
4 于洁;王新龙;;SINS/GPS超紧致组合导航系统设计及分析[J];航空兵器;2010年03期
5 刘志俭;刘毅;王跃科;;GPS中频信号的建模与仿真[J];计算机仿真;2007年11期
6 苗剑峰;陈武;刘建业;孙永荣;胡丛伟;;基于软件无线电技术的GPS软件接收机的研究与实现[J];南京航空航天大学学报;2008年06期
7 王超;崔晓伟;尹旭明;冯振明;;GPS软件接收机的频域相关捕获算法[J];微计算机信息;2006年34期
8 王仕成;杨东方;刘志国;罗大成;张金生;;一种高动态GPS软件接收机方案研究[J];宇航学报;2009年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 唐小妹;高性能导航接收机中的载波恢复与载噪比估计研究[D];国防科学技术大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱琦;王刘芳;王庆军;汪宇;;校验氧化锌避雷器带电测试仪的新方法[J];安徽电力;2009年01期
2 张德祥;王莹;张倩;张媛媛;;线性控制系统Nyquist稳定判据的教学方法研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年04期
3 敖宏奎;王宏力;侯青剑;孙渊;;弹道导弹轨迹发生器的设计[J];兵工自动化;2007年08期
4 曹立佳;颜诗源;张胜修;;基于Simulink的巡航导弹INS/CPS组合导航仿真[J];兵工自动化;2007年12期
5 丁涛;赵忠;;捷联惯导系统的误差角关系与推导[J];兵工自动化;2007年12期
6 黄雪妮;赵忠;杨利兰;;游移方位激光捷联惯导系统传递对准方法[J];兵工自动化;2011年05期
7 韩永根;;一种惯性导航与瞄准线稳定组合的陀螺平台设计[J];兵工学报;2009年02期
8 李遗;李召;刘军晨;;近程导弹瞄准线转动角速度预测模型及误差分析[J];兵工学报;2009年11期
9 刘明雍;胡俊伟;李闻白;;一种基于改进无迹卡尔曼滤波的自主水下航行器组合导航方法研究[J];兵工学报;2011年02期
10 查峰;许江宁;覃方君;纪兵;;捷联惯导系统内水平阻尼网络设计[J];兵工学报;2011年08期
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1 严恭敏;严卫生;徐德民;;逆向导航算法及其在捷联罗经动基座初始对准中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 张泽;段广仁;;超定条件下基于星敏感器的姿态确定[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 尚松田;邓志红;付梦印;王瑞涛;莫凡;;单轴旋转调制对光纤陀螺惯导系统精度的影响分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 高伟熙;缪玲娟;沈军;;一种分段快速捷联惯导静基座自对准新方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 贾建芳;;低成本MIMU/GPS组合导航系统的序贯滤波技术[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
6 郝士林;郝小宁;;坐标转换误差对武器系统目标指示精度影响的分析[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
7 谢非;李荣冰;刘建业;文立;;基于本地表的GPS软件接收机快速跟踪方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 刘刚;郭美凤;崔晓伟;张嵘;;GNSS/INS深组合系统实现架构与仿真[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
9 王晓松;;PLC控制的气动控制元件在条并卷联合机上的应用[A];2011全国高效能精梳机工艺技术开发与创新研讨会论文集[C];2011年
10 张金亮;秦永元;梅春波;;基于MEMS惯性技术的鞋式个人导航系统[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张勤拓;机载导弹SINS动基座传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 祖秉法;“北斗二号”民用软件接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 姜毅;GNSS接收机高性能跟踪与捕获环路算法研究[D];大连海事大学;2010年
9 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
10 吴富梅;GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D];解放军信息工程大学;2010年
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1 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 马秋环;太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制[D];山东科技大学;2010年
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5 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 崔运涛;基于ARM+DSP的捷联航姿系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 吴国强;无人机航迹跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 苑海静;船用MEMS航姿测量系统算法研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵昀;寇艳红;黄智刚;张其善;;软件GNSS信号模拟器架构与中频信号生成[J];北京航空航天大学学报;2009年07期
2 赵琳;赵洪斌;闫超;;复杂环境下INS辅助GPS跟踪环路研究[J];传感器与微系统;2011年10期
3 袁俊刚;范胜林;刘建业;;INS辅助的GPS接收机快速捕获技术研究[J];弹箭与制导学报;2011年01期
4 富立;王玲玲;高鹏;郭志英;;一种微惯性/软件接收机超紧组合方案研究[J];电子学报;2011年03期
5 于洁;王新龙;;SINS/GPS超紧致组合导航系统设计及分析[J];航空兵器;2010年03期
6 韩连洋;;高动态环境INS辅助GPS载波跟踪算法研究[J];航天控制;2009年03期
7 唐康华;黄新生;吴美平;胡小平;;MIMU/GPS嵌入式组合导航中GPS信号非相干搜索算法分析[J];空间科学学报;2007年03期
8 李成军;陆明泉;冯振明;;GPS中频信号模拟器的数学模型及实现[J];清华大学学报(自然科学版);2008年10期
9 王新龙;于洁;;一种SINS/GPS深组合导航系统技术问题分析[J];全球定位系统;2012年05期
10 陈坡;孙付平;李海峰;周本才;;GNSS中频信号模拟与实现[J];山东理工大学学报(自然科学版);2012年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吴富梅;GNSS/INS组合导航误差补偿与自适应滤波理论的拓展[D];解放军信息工程大学;2010年
3 何晓峰;北斗/微惯导组合导航方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 唐康华;GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 朱江华;高动态GPS信号模拟和处理研究[D];上海交通大学;2011年
2 刘俊成;GPS软件接收机关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
3 于海亮;基于INS辅助的GPS接收机捕获和跟踪技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
4 刘慧超;GNSS软件接收机关键算法研究[D];北京交通大学;2009年
5 刘帅;GPS/INS组合导航算法研究与实现[D];解放军信息工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任俊涛,邵定蓉,李署坚;基于软技术的高动态扩频信号载波跟踪技术[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
2 张伯川,张其善;高动态接收机的关键问题研究[J];电子学报;2003年12期
3 程乃平,任宇飞,吕金飞;高动态扩频信号的载波跟踪技术研究[J];电子学报;2003年S1期
4 王飞雪,郭桂蓉;二相编码信号分段相关-视频积累检测的最优中频积累时间[J];国防科技大学学报;1999年01期
5 严立中;张正华;;相位连续频移键控相干解调载波的提取[J];国外电子测量技术;2005年12期
6 狄旻珉;张尔扬;;超紧致GPS/惯性耦合技术及干扰措施[J];航天电子对抗;2006年01期
7 何秀凤,刘建业,袁信;惯性系统速度辅助的GPS接收机性能分析[J];航天控制;1996年04期
8 唐康华;黄新生;吴美平;胡小平;;MIMU/GPS嵌入式组合导航中GPS信号非相干搜索算法分析[J];空间科学学报;2007年03期
9 龚国辉,李思昆;FFT与循环卷积相结合的GPS信号C/A码相位测量算法[J];通信学报;2005年07期
10 何香玲,张跃,郑钢,曲天培;GPS全球卫星定位技术的发展现状、动态及应用[J];微计算机信息;2002年05期
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3 施红兵,陆恺;GPS在载体姿态测量中的应用[J];船舶工程;1996年05期
4 王解先,季善标,易玉丹;GPS 动态伪距单点定位精度与 GDOP 的关系[J];工程勘察;1998年06期
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6 蔡锦成,蒲勤,方勇,王曙光;基于GPS技术的高速公路客车管理系统的实现[J];四川大学学报(自然科学版);1999年02期
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8 张洪;常规兵器远程箭弹遥测的数据传输与处理[J];遥测遥控;1999年01期
9 宋辉;组合GPS/GLONASS系统介绍[J];航海技术;2000年05期
10 张杏谷;GPS的SA动向[J];世界海运;2000年05期
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1 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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3 曹文涛;郭际明;;基于切比雪夫多项式的GPS轨道标准化方法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年
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5 解祥成;丰光寅;晏黎明;;GPS水准在长江中游河道演变控制测量中的应用初探[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 Hsin-Tai Hsiao;Tsai-Hsin Chang;;Algorithm Design for Long-term GPS Satellite Orbit Prediction[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
7 余涛;王云冈;毛田;曾中超;王劲松;;利用单站电离层测高仪与GPS数据的同化反演试验[A];第28届中国气象学会年会——S15电离层与电波相互作用、空间天气事件数值模拟[C];2011年
8 余涛;毛田;王云冈;曾中超;;利用同化方法进行GPS数据三维电离层反演[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年
9 邓志国;Michael Bender;Galina Dick1;葛茂荣;Jens Wickert;;GPS单频机在水汽层析中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
10 李祖洪;郑晋军;张立新;;GPS有效载荷发展对北斗系统的启示[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
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1 山西焦煤西山煤电西曲矿 李东红;手持GPS定位精度研究[N];山西科技报;2010年
2 郭卫锋;芜湖建成GPS服务系统[N];中国测绘报;2008年
3 ;安华高推出完整射频模块[N];人民邮电;2008年
4 侯新军 赵迎红;GPS解水库权属纠纷[N];中国测绘报;2008年
5 记者 梁晶晶;贵阳市公安局GPS定位锁定事发现场[N];法制生活报;2008年
6 代希泽;走出选购GPS导航仪误区[N];当代汽车报;2008年
7 吴江;仅有GPS“定”不了公车滥用的“位”[N];工人日报;2009年
8 记者 张玮炜;全市出租车将免费安上GPS[N];大连日报;2009年
9 记者 杨颖;出租车免费安装GPS安全监控设备[N];鞍山日报 ;2009年
10 王涛;国测一大队出征西部开展GPS联测[N];中国测绘报;2009年
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1 胡锐;惯性辅助GPS深组合导航系统研究与实现[D];南京理工大学;2010年
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3 李平;智能GPS天线系统中的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
4 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 田世君;高灵敏度GPS定位及组合导航技术研究[D];电子科技大学;2009年
6 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 白雪;基于农田特征的车载GPS运动模型辨识及定位误差研究[D];江苏大学;2011年
8 刘有贵;GPS/GPRS车辆定位网络系统及故障在线检测技术研究[D];长春理工大学;2011年
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3 耿丽红;基于GPS的车速监测系统校准方法研究[D];天津理工大学;2010年
4 刘皓;GPS测量数据后处理方法研究[D];天津理工大学;2010年
5 李玲;基于GPS的车辆定位监控系统的研究[D];天津大学;2010年
6 郭玲娟;GPS/GPRS技术在武警作战指挥辅助决策系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 蔡文明;基于A-GPS的定位系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
8 许志民;基于嵌入式计算机的GPS定位设备设计与研究[D];电子科技大学;2009年
9 刘兵;GPS技术在山区石油地震勘探测量中的应用研究[D];昆明理工大学;2008年
10 缪祥柱;工程GPS数据的实用处理技术与方法研究[D];昆明理工大学;2008年
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