GPS/INS紧组合导航研究+文献综述

摘要本文主要对GPS/INS紧组合导航系统进行了介绍、分析、设计与仿真。首先对GPS全球定位系统和INS惯性导航系统进行了详细的介绍，认识了解两种定位导航系统的性能。其次对GPS和INS系统进行组合，利用两者性能互补的特性，产生性能优于单一系统的GPS/INS组合导航系统。再者通过对GPS/INS紧组合导航系统的研究，论述相关工作原理和主要误差源，辅以卡尔曼滤波融合技术，对GPS/INS紧组合导航系统进行模拟仿真。最后对比得到的相关数据和曲线，结论得出GPS/INS紧组合导航系统性能远优于INS单独导航，具有极大的发展前景和应用价值。
关键词：全球定位系统惯性导航系统 GPS/INS紧组合导航系统卡尔曼滤波19343
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title GPS/INS Tight Integrated Navigation System Research
Abstract
In this paper , GPS / INS navigation system tightly was introduced, analysed, designed and emulated. Firstly, making a detailed introduction on GPS and INS is to understand the performance of two navigation systems. Secondly, produce better performance than a single system of GPS / INS Integrated Navigation System is as a result of the combination of GPS and INS systems ,and the use of two complementary performance characteristics. Furthermore ,by the means of researching GPS / INS navigation system tightly, discussing related works and the main error sources and supplementing by Kalman filtering fusion technology, is to simulate GPS / INS navigation system tightly integrated . Finally, By comparing the obtained data and curve, We drew a conclusion of GPS / INS navigation system tightly INS alone is far superior navigation performance, and it has great prospects for development and application value.
Keywords: Global Positioning System Inertial Navigation System
GPS/INS Tightly Integrated Navigation System Kalman Filtering
目录
1．引言 1
1.1 导航1
1.2 国内外组合导航研究概况1
1.3 GPS/INS组合导航系统的发展3
1.4 本论文主要内容3
2 导航系统简介4
2.1 惯性导航系统4
2.2 全球卫星导航系统6
2.2.1 全球定位系统（GPS）7
2.2.2 北斗卫星导航系统（BDS）8
2.3 GPS/INS组合导航系统9
2.3.1 GPS/INS组合导航系统的特性9
2.3.2 GPS/INS组合导航方式10
3 GPS/INS紧组合导航系统的设计11
3.1 设计概述12
3.2 卡尔曼滤波原理12
3.3 卡尔曼滤波算法13
3.4 GPS/INS紧组合导航系统卡尔曼滤波器的设计15
3.5 组合系统的数学模型16
3.5.1 惯性导航系统的误差模型16
3.5.2 GPS的误差模型20
3.5.3 系统的量测方程20
4 组合系统的仿真23
4.1 组合系统原理设计23
4.2 程序仿真结果24
结论31
致谢33
参考文献34
1 引言
1.1 导航
所谓导航就是引导物体在出发后沿着预定的轨道在指定的时间内到达指定目的地的过程。最早的导航应该是靠北斗星来辨别方向，随着科学技术的发展，现代导航已经发展成为一门专门研究导航原理和导航技术发展的学科。
早期的飞机主要靠飞行员目视导航，为了减轻飞行员工作量和提高导航精度，导航技术逐渐发展起来。上个世纪20年代仪表导航开始出现，飞机上有了简单的仪表导航装置；30年代无线电导航出现，它可以通过无线电罗盘和信标接收机来和地面导航台之间进行信息传递；40年代初为了克服中波和长波无线电信标传播特性不稳定、作用距离短等缺点，研制出了伏尔导航系统；50年代初惯性导航系统（INS）出现，并开始用于飞机导航，同时在50年代末出现了利用多普勒效应计算出实时轨道参数的多普勒导航系统；60年代远程无线电罗兰C导航系统研制成功，同时研制出了超远程的奥米加无线电导航系统；到20世纪70年代，美国海陆空三军联合研制了新一代卫星导航定位系统，导航技术得到了迅猛的发展，到2013年已经发展成为四大全球卫星导航系统：美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统、欧洲“伽利略”（GALILEO）系统以及我国研制成功已投入使用的北斗卫星导航系统（BDS）。导航技术经过一个多世纪的发展，取得了令人瞩目的成就。 GPS/INS紧组合导航研究+文献综述:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_10652.html