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实用车载GPS/DR组合导航系统研究

汪辉  
【摘要】:目前,伴随着导航技术的逐渐成熟,社会的各个领域对导航系统都有着巨大的需求,组合导航技术已成为主要发展趋势,因此对车载组合导航系统的研究具有重要意义。本文从经济和实用的角度上考虑,选用GPS接收机、里程计和电子罗盘构建了车载GPS/DR组合导航系统。 为完成高精度的导航,对系统的各关键部分进行了深入的研究。首先,通过试验对多种GPS接收机进行单点定位性能测试,选取了经济实用的车载导航GPS接收机。针对一般车辆里程计精度不高难以满足船位推算导航需求的情况,综合分析了车身环境对传感器的各种干扰,应用专门的滤波处理电路来提高里程计的抗干扰能力,完成了精度较高的车辆导航里程计的设计。然后,详细论述了电子罗盘的工作原理及误差来源,给出了电子罗盘的误差模型,通过试验对电子罗盘进行标定并采用最小二乘法对其误差进行补偿,得到了较好的补偿效果。此外,为方便实际应用中对目标信息的设定,设计了无线装订器来完成信息的传递。 根据系统的实际情况,建立了组合导航系统的数学模型,并将卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波技术应用到导航系统中。通过仿真分析表明,卡尔曼滤波能够有效地提高导航系统精度;但相比于经典卡尔曼滤波,扩展卡尔曼滤波技术更适用于处理非线性的导航系统。最后,对组合导航系统进行跑车试验,验证了系统的稳定性和可靠性。


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