车载多传感器组合导航系统设计与实现

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1、万方数据第30卷第4期系统工程与电子技术V01．30No．42008年4月SystemsEngineeringandElectronicsApr．2008■●■■■■■●■●●■■●■●■●■■■●●■_I——Imll●●■●■■●■■■●●■■●■■●■■●■●■■●●■●■_■■●●■●_■■●●■■■●■■●■●_●_■■●■■■■●●■●■■●■■●■■■■●■●●■●●■■●■■■-文章编号：1001—506X(2008)04—0686—06车载多传感器组合导航系统设计与实现。徐田来，崔平远，崔祜涛(哈尔滨X-业大学深空探测基础研究中心，黑龙if-哈尔滨1

2、50001)摘要：针对捷联惯性导航系统(SINS)和全球卫星定位系统(GPS)构成的车载组合导航系统在GPS无效时精度迅速下降的问题，设计了车裁SINS／里程计／GPS定位定向仪组合导航系统，使用信息滤波进行SINS误差估计并对SINS作反馈校正。当GPS不可用时，利用里程计辅助SINS。使用基于PC／104的硬件结构和模块化的软件结构。对系统进行了软、硬件的实现。实验结果证明，在GPS无效时间段内，该系统可以抑制SINS误差发散，并把误差限制在较小水平，是一种实用的车栽组合导航系统。关键词：组舍导航；SINS；里程计；GPS定位定向仪；信息滤波中图分类号：TN96

3、7文献标志码：ADesignandimplementationofmulti—sensorintegratednavigationsystemoflandvehicle，XUTian—lai，CUIPing—yuan，CUIHu-tao(DeepSpaceExplorationResearchCenter。HarbinInst．ofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：TheaccuracyofSINS／GP§compasswillbedecreasedgraduallywhenGPSisunavailableforalong

4、time．Odometeriscommonlyusedinlandvehicles，itsmeasurementofvehiclevelocitycanbeintegratedin—tOSINS／GPS-compasstOinhibitthedivergenceofSINSerrorswhenGPSiSunavailable．TheSINs／()dometer／GPS-compassintegratednavigationsystemisdesigned，andinformationfilterisusedtOfusethesesensorsdata．TheSINS

5、／odometer／GPS-compasssystemisimplementedbasedonthePC／104hardwarearchitectureandrood—ularsoftwarearchitecture．TheactualexperimentshaveshownthatSINS／Odometer／GPS-compasssystemcaninhibitthedivergenceofSINSerrors，maintainingsmallererrorlevelthanSINS／GPSonly，especiallyduringlongGPSoutages．T

6、hoseprovethatthissystemiseffectiveandpractical．Keywords：integratednavigationsystem；strapdowninertialnavigationsystem；odometer；GPScompass；informationfiher·0引言‘对自主性、可靠性、精度等要求高的车辆导航应用场合，常使用多传感器组合导航系统。尤其在军用场合。组合导航更是首选方案。惯性导航系统(INS)可以完全自主的提供全面的导航信息，但其误差会随着时间不断积累。全球卫星定位系统(GPS)定位范围广、精度高，其缺点是容

7、易发生信号遮挡及干扰：对它们进行数据融合。构成INS／GPS组合导航系统，能够取长补短，充分发挥各种导航子系统的优点，得到高精度、高可靠性的车辆导航系统u]。随着GPS载波相位测量技术的发展，利用安装在载体上的多个GPS天线可获得载体姿态的测量。如Ashtech公司的ADU系列。Javad公司的JNSGyro-4，Novatel公司的Beeline，HemisphereGPS公司的CrescentVector等。利用GPS的姿态信息，可以构造INS航向误差观测量，提高INS／GPS系统INS误差的可观性和估计精度。1NS／GPS组合导航系统长时间运行的精度仍然更