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低成本SINS/GPS组合导航算法研究与实现的开题报告

题目：低成本SINS/GPS组合导航算法研究与实现

一、研究背景及意义

随着航空、航天、军事等诸多领域的发展，导航技术的研究也变得更加重要。目前，惯性导航算法和全球卫星定位系统(GPS)已经成为航空、航天、军事领域中广泛应用的导航技术。虽然GPS具有高精度、全球覆盖等优势，但是GPS信号在某些情况下(如隧道、室内等)会暂时性丧失，这时候需要惯性导航算法进行辅助，同时通过对GPS和惯性传感器数据的融合，可以得到更为精确和可靠的导航信息。

然而，传统的SINS/GPS融合导航算法需要使用高精度的惯性传感器，价格昂贵，难以推广到低成本导航系统领域。而对于低成本导航系统，传感器有不稳定、噪声信号、零偏漂移等问题，导致融合算法的精度无法满足实际应用需求。因此，研究低成本SINS/GPS组合导航算法，是提高低成本系统导航精度和可靠性的重要手段。

二、研究内容

本文的研究内容为：低成本SINS/GPS组合导航算法研究与实现。具体包括以下几个方面：

1.低成本SINS/GPS组合导航算法研究。本文将主要探究基于卡尔曼滤波的SINS/GPS融合导航算法，重点解决难题包括：

（1）低成本惯性测量单元(IMU)的模型化和误差分析。

（2）选择合适的观测参数，并构建基于卡尔曼滤波的SINS/GPS融合导航算法。

（3）分析算法的收敛性和鲁棒性，并优化算法运行效率。

2.算法实现与系统调试。将研究得出的算法在单片机环境下进行实现，并使用后装GPS设备测试系统导航精度与鲁棒性，优化算法性能。

三、研究计划

本文的研究计划主要分为以下几个阶段：

1.文献调研和理论学习——对IMU和GPS信号的原理及处理方法进行学习，阅读广泛的文献，了解现有SINS/GPS融合导航算法。

预计时间：4周

2.低成本SINS/GPS组合导航算法研究——进行低成本IMU误差模型的建模与误差分析，选择合适的观测参数，构建基于卡尔曼滤波的SINS/GPS融合导航算法。

预计时间：8周

3.算法实现与系统调试——使用单片机进行算法相关模块的实现。运用后装GPS设备测试系统导航精度与鲁棒性，优化算法性能。

预计时间：12周

4.论文撰写——总结研究成果，撰写论文。

预计时间：4周

四、预期成果

通过本文的研究，预期实现以下成果：

1.实现低成本SINS/GPS组合导航算法，并验证算法的可行性。

2.优化算法性能，提高系统导航精度和可靠性。

3.发表1-2篇高质量的论文。