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捷联惯导系统设计与数据处理技术研究

王立波  
【摘要】:本文设计了一种基于双DSP的、惯性导航与GPS组合导航的自动驾驶仪的系统方案,完成了硬件系统的总体设计和主要器件的选型。在该硬件平台下完成了DSP底层软件设计,实现了传感器数据的采集和上传。然后在Matlab环境下完成了陀螺信号的温度补偿,对补偿后的数据进行时间序列分析,建立了ARMA模型,并通过Kalman滤波降低了陀螺的随机漂移误差。接着通过求解四元数微分方程,完成了姿态矩阵的更新和姿态角的解算。针对陀螺解算的姿态角存在积累误差的缺点,设计了基于重力场的自适应互补滤波器,将陀螺仪的动态性能和加速度计低频精度融合起来,得到了长期精度高、动态响应快的姿态信息。最后通过姿态矩阵将加速度计测量的比力转换到导航坐标系,完成了水平速度和位置的解算。论文通过动静态试验,验证了算法的可行性和有效性。


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