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《西北工业大学》 2003年
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INS/GPS/SAR组合导航系统关键问题研究

张景伟  
【摘要】: INS/GPS/SAR组合导航系统是当前导航领域的热点之一,本文主要研究了INS/GPS/SAR组合导航系统的总体方案及相关关键技术,并进行了大量的仿真研究,在每个关键技术方案的设计和仿真中都力求贴近实际,许多物理模型及参数的选取都从实际的研究工作得到。主要研究内容如下: (一)介绍了组合导航系统的发展状况及多传感器融合理论在组合导航中的应用,并由此引出INS/GPS/SAR组合导航系统及其发展情况。 (二)论述INS/GPS/SAR组合导航系统的主要特点,在此基础上提出了INS/GPS/SAR组合导航系统的总体设计方案以及基于INS/GPS/SAR组合导航系统总体方案设计的仿真设计方案。 (三)进行了INS/GPS组合导航分系统的关键技术研究与仿真。如航迹产生器的设计,该航迹产生器是研究组合导航问题的前提,从国外一些研究组合导航系统的文献中可以看出,设计这样一个航迹产生器是非常必要的,所以本文自行设计了这样一个系统;还讨论了捷联惯性导航系统中捷联解算的方法,并进行了仿真研究,由于在本文设计的闭环反馈式组合导航系统中,对捷联惯导系统的平台误差进行闭环控制,需要将滤波器输出的校正量反馈到捷联解算内部,所以必须对捷联解算进行深入的研究和分析,更何况捷联解算问题本身也是导航界的一个热门研究课题;另外,本文还介绍了GPS轨道及其星座仿真的设计思想和方案,与以往GPS轨道和星座仿真不同的是本文从天体力学中计算春分点开始,逐步进行GPS轨道及其星座仿真,这样的设计方法对从事卫星导航的研究工作是有价值的;还对组合导航中误差建模方法进行了研究,综合运用随机过程、概率统计、时序分析及系统辩识等方面的理论提出了一套适合组合导航卡尔曼滤波的误差建模方法,并运用实际研究工作中的测量数据对该方法进行了验证。 (四)讨论SAR运动补偿的问题,这是合成孔径雷达研究中的一个主要问题,本文主要论证了将三个加速度计安装于天线相位中心处的方案。 (五)介绍INS/SAR图像匹配导航系统,其中包括INS/SAR图像匹配导航系 西北_〔业大学博士学位论文 统原理与方案设计、SAR图像匹配方法研究及地面地图数据库的建立方法。尤其 是地面地图数据库的建立方法的研究对建立适合INS/SAR图像匹配导航系统的 地面地理信息系统很有价值,在博士论文研究期间,就曾用此方法建立1:10000 西安的地理信息系统,并结合GPS进行了跑车实验,取得了满意的效果,尤其是 地理信息的分层管理,使得数据库中对各类地理信息的查询更加方便快捷。 (六)对工NS/GPS/SAR组合导航系统的整体方案进行仿真研究,设计了一种 级联闭环反馈组合导航系统并对其方案和算法进行了深入的研究。随后讨论了多 传感器融合技术在工NS/GPS/SAR组合导航系统中的应用。 通过本文的研究,证明INS/GPS/SAR组合导航系统是一个具有高可靠性、高 自主性、高容错性、高精度的组合导航系统。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN967

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【引证文献】
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【同被引文献】
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