惯性辅助的GNSS捕获技术研究-控制工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 分类号： 密级： U D C ： 编号： 专业硕士学位论文 （工程硕士） 惯性辅助的 GNSS 捕获技术研究 硕士研究生 ：王 野 指 导 教 师 ：赵 琳 教授 企 业 导 师 ：孟 超 研究员 学 位 级 别 ：工程硕士 学科、专业 ：控制工程 所 在 单 位 ：自动化学院 论文提交日期 ：2014 年 5 月 论文答辩日期 ：2014 年 6 月 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 Classified Index: U.D.C: A Dissertation for the Professional Degree of Master （Master of Engineering） Research on Inertial aided Acquisition Technique Candidate: Wang Ye Supervisor: Prof. Zhao Lin Enterprise Supervisor: Researcher Meng Chao Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Control Engineering Date of Submission: May. 2014 Date of Oral Examination: June. 2014 University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成 的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文 中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者(签字)： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作 的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进 行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的 全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一 署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文(□在授予学位后即可 □在授予学位 12 个月后 □解密后)由哈尔滨工程大学 送交有关部门进行保存、汇编等。 作者(签字)： 导师(签字)： 日期： 年 月 日 年 月 日 惯性辅助的 GNSS 捕获技术研究 摘 要 基于惯性信息辅助的 GNSS 捕获环路能够有效的提高 GNSS 接收机性能，既能够克 服环境因素对 GNSS 的影响，保证 GNSS 捕获环路能够在高动态、强干扰环境下进行稳 定信号捕获。惯性辅助 GNSS 捕获环路时 SINS/GNSS 深组合导航的重要组成部分，能 够为深组合系统的稳定、实时、连续、高精度导航提供有效保证。 本文基于惯性导航技术，对惯性信息辅助的 GNSS 捕获环路进行了理论研究与实验 验证。通过对惯性传感器信息的捷联惯性解算获得载体位置、速度、姿态等导航信息。 通过惯性导航结果和卫星星历估计 GNSS 信号多普勒频移，并针对多普勒频移的估计误 差进行基于时间序列的 HMDAR 建模估计；对 GNSS 接收机捕获的基本性能参数做深入 分析与仿真，研究影响捕获性能的关键因素，根据惯性导航能够提供的辅助信息，设计 引入惯性辅助 GNSS 捕获的方法，并对引入惯性辅助后的捕获性能做理论分析，应用实 际实验数据对捕获性能进行实际验证。 分析了单独 GNSS 和 SINS 系统的基本工作原理，对 GNSS 卫星射频信号进行分析， 捕获、跟踪基本理论研究与仿真；对基于四元数算法的捷联惯性解算进行了数学推导， 与理论仿真，并在此基础上根据实际应用需求设计了基于 FPGA 和 DSP 的组合系统数 据处理验证平台。 分析 GNSS 系统中多普勒频移的产生原因，并通过理论分析其取值范围，分析多普 勒频移对 GNSS 信号捕获、跟踪的影响。建立多普勒频移误差模型，并应用非线性时间 序列建模方法 HMDAR 对多普勒频移误差进行误差建模与补偿。 针对传统的相干积分捕获算法进行性能分析和理论仿真，对影响捕获性能的参数进 行逐个分析。根据分析结果设计引入惯性导航提供的速度、位置、姿态辅助 GNSS 信号 捕获的方法，并分别对引入辅助后接收机冷启动和热启动的捕获性能进行仿真分析。 利