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1、SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究王菲2015年1月中圖分類號(hào)：U666.12UDC分類號(hào)：621SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究作者姓名王菲學(xué)院名稱機(jī)電學(xué)院指導(dǎo)教師劉海鵬副教授答辯委員會(huì)主席宋衛(wèi)東教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)力學(xué)學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月TheResearchofSINSandGPSIntegratedNavigationSystemCandidateName：WangFeiSchoolorDepartment:SchoolofMechatronicalEngineeringFacultyMentor:Prof.Ha
2、ipengLiuChair,ThesisCommittee:Prof.WeidongSongDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:MechanicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所
3、使用過的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在現(xiàn)代軍事發(fā)展中，對(duì)目標(biāo)的精確打擊在武器裝備研制中起著至關(guān)重要的作用。對(duì)常規(guī)彈藥進(jìn)行智能化改造、提高其打擊精度才能滿足現(xiàn)代軍事發(fā)展需求，這也是目前我國(guó)武器裝備研制中急需解決的問題之一。在彈藥的智能化改造過程中，單一的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足發(fā)展及應(yīng)用的需求，而SINS/GPS的組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有小型化、低成本、動(dòng)態(tài)性能好和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此在軍事和民用領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用。因此本文依托國(guó)家863等項(xiàng)目的研究
4、需求，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室已有的研究基礎(chǔ)，開展了有關(guān)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究。論文中，以捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為主同時(shí)結(jié)合GPS定位系統(tǒng)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)能充分發(fā)揮衛(wèi)星定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的各自優(yōu)勢(shì)并取長(zhǎng)補(bǔ)短：既能利用GPS的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和較高的精度來補(bǔ)償SINS的誤差隨時(shí)間傳播增大的缺點(diǎn)，又能利用SINS短期高精度來彌補(bǔ)GPS接收機(jī)在受干擾時(shí)誤差增大或在定位盲區(qū)時(shí)丟失信號(hào)等缺點(diǎn)。因此本文在關(guān)于SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中，先對(duì)組合導(dǎo)航進(jìn)行了理論分析，再完成了組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先，闡述了論文的研究背景、目標(biāo)及意義，分析了GPS定位系統(tǒng)和捷聯(lián)慣性導(dǎo)
5、航系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及組合的意義，并對(duì)國(guó)內(nèi)外組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，確定本論文的研究意義。其次，對(duì)組合導(dǎo)航涉及到的基本理論進(jìn)行介紹。包括對(duì)捷聯(lián)慣導(dǎo)的相關(guān)理論進(jìn)行介紹，以及對(duì)GPS定位系統(tǒng)的組成及原理進(jìn)行概述，并對(duì)組合導(dǎo)航融合技術(shù)即卡爾曼濾波進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。然后對(duì)組合導(dǎo)航進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括通過C語言編程完成對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的力學(xué)編排（包括初始對(duì)準(zhǔn)以及捷聯(lián)算法數(shù)學(xué)建模）、融合算法設(shè)計(jì)中的誤差模型的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)狀態(tài)方程和量測(cè)方程的建立，以及組合導(dǎo)航軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。最后，對(duì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行MATLAB仿真驗(yàn)證以及跑車實(shí)驗(yàn)測(cè)試。最終驗(yàn)證系統(tǒng)整體可行
6、并具有一定的實(shí)時(shí)性。關(guān)鍵詞：組合導(dǎo)航；SINS/GPS；卡爾曼濾波；誤差模型；算法；DSPI北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractInthedevelopmentofmodernmilitary,precisionstrikesagainsttargetsplaysavitalroleintheresearchofweaponequipment.Tocontrolintelligentlyofconventionalammunitionandimprovehitaccuracyisoneofurgentproblemsintheweaponequipme
7、ntdevelopmentinourcountry.Intheprocessoftheintelligentcontrolofammunition,singlenavigationsystemscannotmeettheneedsofdevelopment.Atthetime,integratednavigationsystemisminiaturization,lowcost,gooddynamicperformanceandstronganti-jammingcapability.Soithasverygoodapplicationinthefield
8、ofmilitaryandcivilian.Socombining
