多移动监测站协同定位研究

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1、密级无分类号ＴＮ３９３＇ＡＮＸＩＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：多移动监测站协同定位研究作者：袁伍威指导教师：华翔教授申请学位学科：通信与信息系统．２０１８年５月１５日密级无分类号TP393XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:多移动监测站协同定位研究作者：袁伍威指导教师：华翔教授申请学位学科：通信与信息系统2018年5月15日多移动监测站协同定位研究学科：通信与信息系统研究生签字：指导教师签字：摘要在灾害救援、环境监测等复杂环境

2、中，普遍要求移动监测站能够准确提供自身的位置信息，而移动监测站自身的位置信息对于监测任务的完成至关重要，目前应用在移动监测站上的民用低成本精度高的位姿测量关键技术正得到越来越多的学者的关注。GPS/SINS组合定位技术因其在弥补单一定位方式长时间定位精度低的同时，更能够发挥出单一定位方式独特的优势，因而被广泛应用于移动监测站的自身定位领域。随着微机电系统的飞速发展，基于MEMS的GPS/SINS组合定位技术正成为移动监测站自身定位领域的研究热点。目前在民用消费级的应用场景中，利用无人机携带摄像机在任务现场实时采集目标图像，然后通过无线技术手段传回到控制中

3、心，这种方式的局限在于无法实时确定无人机本身的位置信息。本文首先研究了GPS/SINS组合定位技术，并利用该技术来实现对单移动监测站的定位。其次针对多个移动监测站同时执行任务的情形，在实现单移动监测站自身定位的基础上，研究了多个移动监测站协同自定位的方法。针对单移动监测站自身的定位问题，研究利用GPS/SINS组合定位技术来实现单站自身定位的方法，建立GPS/SINS系统的误差模型，推导组合定位系统的误差方程，研究利用间接滤波法来处理GPS/SINS的非线性模型，通过理论以及实际测试实验对定位效果进行测试，结果表明，该方法可有效改善直接线性化处理GPS/

4、SINS系统模型造成的高阶项丢失的问题，单站的定位精度圆概率误差可达2.8米。针对多移动监测站的协同自身定位问题，将多站之间的相对观测量引入扩展卡尔曼自定位算法中，充分利用各监测站测得的自身位置信息以达到更加精确定位的目的，并建立了协同定位系统的模型，进行了算法公式的推导，通过半实物仿真结果表明，双移动监测站的协同定位精度可达2.1米，并具有良好的稳定性，为多移动监测站协同定位技术的进一步应用打下一定的基础。关键字：多移动监测站；组合定位；微机电系统；卡尔曼滤波；协同定位ResearchonCollaborativeLocationofMultipleM

5、obileMonitoringStationDiscipline:CommunicationandInformationSystemsStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractInthecomplexenvironmentsuchasdisasterreliefandenvironmentalmonitoring,itusuallyrequiresmobilemonitorstationthathasthecharacteristicsofsmallsize,mobility,autonomousposit

6、ioning.Theimportantconditionforthemobilemonitoringtaskistorealizetheself-positioning.Thekeytechnologyforlow-costandcivil-levelself-positioningisgainingmoreandmoreattentionwithscholars,whichappliestomobilemonitorstation.GPS/SINSpositioningtechnologyiswidelyusedinthefieldofself-pos

7、itioningformobilemonitorstation.Itnotonlymakeupfortheshortcomingsthatpositioningaccuracyislowwithlongtime,butalsoexertsitsuniqueadvantagesforsinglepositioningmethod.Currently,intheapplicationscenewithconsumer-levelandcivil-level,UAVscarrycamerastocollecttargetimagesinrealtimeover

8、thetasksite,andthentransmitthembacktothe