精密单点定位与mems imu组合导航系统应用

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1、万方数据分类号P228UDC528学校代码密级公开硕士学位论文精蜜孽点定僮与一ME舱⋯．I．M堕一缉合导航系统应甩量h金全岫ijl5超】}№娶．．Q：篓．P曼童瓯§金．P．：Q瓯j：iQJ9Ii魏g．魏觋照。腆!蝈§．翼雾嘎M．量娶地grationNavigationSystem⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈣⋯⋯⋯⋯⋯●●⋯⋯⋯⋯作者姓名徐龙威指导教师杨帆教授孙伟副教授申请学位工学硕士学科专业大地测量学与测量工程研究方向卫星定位与导航辽宁工程技术大学万方数据关于论文使用授权的说明本学位论文作者及指导教师完全了解辽宝王猩撞盔太堂有关保留、使用学位论文的规定，同意辽宝工程撞本太堂保留

2、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议学位论文作者签名：奁硅l盘导师签名：沙一年。≥月；1日沙I舡年f月)日万方数据致谢转眼间我在辽宁工程技术大学测绘学院两年半的研究生学习和生活时光即将结束，首先要向我的导师杨帆教授表示衷心的感谢，无论是在论文的选题、开题、收集材料以及论文的撰写和修改都与杨老师的精心指导分不开。在短短的两年半的研究生学习期间，杨老师无论在学习还是在生活上都给于我很大的关怀。杨老师学识

3、渊博、实践经验丰富尤其在在科研工作中一丝不苟的态度深深的影响着我。杨老师品格高尚、平易近人、做事严谨低调永远是我的榜样和学习的楷模。在此向杨老师致以我最真诚的谢意。感谢我的指导老师孙伟副教授，在组合导航研究室一年的学习中孙老师在学习和生活上都对我帮助很大。感谢祝会忠老师、赵桂玲老师、车莉娜老师、徐佳老师在我论文撰写过程中给以的指导和帮助以及在平时生活中的关怀。感谢学院任课老师：徐爱功教授、宋伟东教授、王佩贤教授、夏春林教授、赵国忱教授、钱建国副教授、王建敏副教授、张国辉副教授、张恒璨讲师、郑涛讲师、韦峰讲师。感谢同门师兄弟姐妹赵瑞山、吴作启、成晓东、张子文、许小龙、徐令令、郭

4、正一、谢佳俊、周红满、牛健健以及其他师弟师妹的帮助。感谢组合导航研究室的王大雪、包晓光、李锐豹、李婉秋、付心如等同学，是大家一起营造了一个奋发向上的学习环境，让我在这个小集体中成长。感谢测绘学院对我的培养，感谢在研究生期间所有帮助过我的师长同学。最后感谢我的家人这么多年的培育，感谢他们为我能够完成学业所付出的汗水和辛劳。他们的无私付出是我求学期间最强有力的动力。万方数据摘要针对目前大多数GPS导航定位技术与惯性技术(InertialNavigationSystem，INS)组合导航系统(GPS／INS组合导航系统)主要基于差分GPS(DGPS)技术，但是DGPS需要基准站，给

5、导航系统工作区间造成约束的同时也增加了系统的成本和操作的复杂性的问题。以及战术级IMU价格过高，致使GPS／INS组合导航系统很难向民用领域发展和推广的问题。本文采用一种新的GPS／INS组合导航方式。利用卡尔曼滤波算法，整合一台双频GPS接收机和一台低成本的MEMS惯性测量单元(InertialMeasurementUnit，IMU)的数据采用PPPGPS／MEMSIMU松组合形式求得系统位置、速度和姿态信息。以前的研究已经证明，精密单点定位(PrecisePointPositioning，PPP)和战术级IMU构成的组合导航系统能够实现分米级到厘米级定位精度和cm／s速度

6、精度。本文研究的主旨是PPP和低成本MEMSIMU组合提供精确的位置和姿态信息。对PPP／MUMSIMU组合导航的松组合进行研究，运用卡尔曼滤波作为组合系统的最优导航解算方案。采用非完全限制条件改善组合系统导航精度。通过两次实验验证组合导航系统导航性能。首先在无遮挡区域做实验，解算得到该状态下导航系统的位置、速度和姿态误差。模拟在GPS信号完全屏蔽和部分屏蔽状况下组合导航系统误差积累以及采用2D速度约束条件对误差的改进。与在无遮挡区域实验相似，在有较多建筑物遮挡的情况下进行实验得到组合导航系统精度以及2D速度约束条件对组合导航系统的改进状况。需要说明的是实验采用DGPS和战术

7、级IMU组合导航系统作为参考。关键词：精密单点定位，MEMS，组合导航，松组合，2D速度约束万方数据AbstractCurrentlymostoftheGPS／INSintegratedsystemsarebasedonthedifferentialGPS(DGPS)toensurethenavigationperformance．Howevertherequirementonabasestationisusuallyproblematicasitlimitstheoperationalrangeoft