bdⅱsins组合导航技术研究word格式论文.docxVIP

摘 要北斗二代卫星导航系统（BD-II）是我国自主研制并计划在 2020 年完成整体系统构建的全球卫星导航系统，并于 2012 年底开始已为亚太地区用户提供卫星导航服务。 北斗二号致力于为所有用户提供持续可靠的授时、导航定位及短信报文等服务。但是 在实际应用中还存在易受干扰、数据输出频率低及动态环境下精度低、可靠性差等不 足。单纯依赖北斗导航系统进行导航难以满足对导航定位精度、实时性和可靠性要求 很高的实际需求。捷联惯性导航系统（SINS）仅依靠陀螺仪、加速度计等惯性器件 对载体的角运动和线运动情况的测量数据进行导航解算即可连续实时提供全面的导 航参数，具有不受外界干扰还能提供短期高精度的特点。在单独使用惯性导航系统进 行长期工作时，因其不能对系统本身的惯性器件误差进行自我校正，所以误差会随时 间累积而导致导航结果不可用，因此通常将其与其它导航系统提供的信息源进行组合 导航。在组合导航方式中，惯导与卫星组合导航是目前最常见的组合形式，满足载体 运动对导航定位精度、实时性及可靠性等方面日益加剧的苛刻需求，组合导航不仅可 以相互取长补短发挥各自的优势，还能提高系统的冗余度，保证在子系统失效时仍能 够进行有效导航。本文在紧跟前沿课题热点和满足实时可靠高精度导航双重并重的前 提下，着手研究了基于伪距、伪距率的北斗二代与捷联惯性紧组合导航技术，主要研 究内容及创新点如下：（1）在建模分析飞行轨迹算法的基础上，设计并验证了飞行轨迹仿真平台。（2）在研究推导捷联惯导和北斗二代导航理论实现过程和误差模型的基础上分 别设计并验证了捷联惯性导航仿真平台和北斗二代导航仿真平台。（3）研究了惯性导航与卫星组合导航技术，在前一章工作的基础上，设计并验证 分析了北斗二代与捷联惯性紧组合导航仿真平台。（4）研究了非线性滤波方法在北斗二代与捷联惯性组合导航系统中的应用，并分 析改进了 UKF 滤波算法，通过仿真对比分析改进前后的滤波算法，仿真结果表明改 进过的 NUKF 滤波算法可以有效抑制北斗二代与捷联惯性组合导航系统的滤波估计 误差，减少计算时间，进而有效提高系统实时性和导航精度。关键词：北斗二代；捷联惯导；组合导航；扩展卡尔曼滤波；无迹卡尔曼滤波AbstractBeidou-II（BD-II） satellite navigation system, the global satellite navigation system, is developed by China independently and its overall system development is scheduled to be finished by the end of 2020. It has begun to provide satellite navigation service for the Asia-Pacific region at the end of 2012. BD-II is committed to provide customers with continuous and reliable services of timing service, navigational positioning and message. However, in the actual application, there are shortages of being vulnerable to disturbance, low data-output frequency, unsound accuracy and reliability under dynamic environment.Therefore, the sole dependence on BD-II navigation system for navigation could hardly meet the actual high requirements on positional accuracy, timeliness and reliability. Strapdown inertial navigation system (SINS) could provide continuous real-time comprehensive navigation parameters by making navigation calculation on the metrical data of angular motion and linear motion of the carrier through inertial devices of gyroscope and accelerometer