基于车载的gps 2fins组合导航定位系统的关键技术的分析

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1、万方数据I之ESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFINTEGRATIONOFGPS／INSFORLANDVEHICLEAPPLICATIONSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYXUZhenkaiSupervisedbyProlessorXUXiaosuSchoolofInstrumentScience&EngineeringSoutheastUniv

2、ersity,Nanjing，P．R．ChinaAu92014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人

3、所送交学位论文的复印件和电子文档，町以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名彳掀师签名：¨日万方数据东南大学博士学位论文摘要目前，导航系统己经从单一传感器类型系统发展到组合导航系统，将多种类型的传感器进行优化配置、性能互补，使得系统的精度和可靠性都有了很大的提高。以惯

4、性导航系统(INS)和全球定位导航系统(GPS)构造的组合导航系统是最主要的组合方式，其信息融合技术成为导航研究的热点。本文完成了一套车载GPS／INS组合导航系统的设计，包括基于嵌入式PCI04总线结构的计算机平台、导航算法以及相关的测试验证实验。其中，所设计的嵌入式组合导航系统平台具有智能多串口通讯功能和外部传感器数据采集智能时间同步功能；针对车载导航的应用背景，所设计组合导航系统的信息融合算法实现了车载无缝导航的持续工作能力。本论文研究工作如下：1．对车载GPS／INS组合导航系统的总体设计进

5、行了研究，包括系统的组合方案、硬件设计方案与软件设计方案。2．设计了基于PCI04体系架构的组合导航系统平台，该计算机平台具有对多种外部传感器的广泛兼容性、以及进一步组合更多功能性传感器的扩展应用能力。研制了具有主从式CPU结构的智能多串口通讯模块，实现』，外部导航器件与导航计算机的智能高速双工通讯功能；设计了软硬件结合的多传感器数据采集智能时间同步方法，通过智能多串口通讯模块协调处理，具有智能配置时间同步机制的功能。3．针对车载GPS／INS组合导航系统的软件系统进行了结构化设计，划分了软件的功能

6、模块以及相应的任务，并对人机交互界面和外部接口模块的驱动程序进行了相应设计。研究了车载导航松组合方式下的滤波算法，设计了GPS／INS组合导航系统的轨迹判别辅助自适应卡尔曼滤波算法，通过车载实验，验证了该方法有效地提升滤波器的稳定性、以及克服GPS由于位置或速度跳变引起的观测值不可靠的问题。4．研究了车载无缝导航的新设计理论和方法，并进行了信息融合算法的整体性设计。设计了利用支持向量机与自适应滤波混合结构的新桥接算法辅助GPS信号失效条件下的INS独立导航解算，并对支持向量机在组合导航系统信息融合结

7、构中的接口进行了设计。通过半物理仿真和跑车实验，验证了该信息融合算法可以基本实现GPS信号失效长达两分钟条件下的导航精度，具有一定的工程实际应用价值。关键词：组合导航，时间同步，信息融合，支持向量机，车载无缝导航第1页万方数据东南大学博士学位沦文ABSTRACTThenavigationsystemhasbeendevelopedfromthesensor—onlytotheintegration，whichoptimizestheallocationsofvarioustypesofsensors

8、．TheintegrationofGPSandINScanovercomethedrawbacksoftheindividualsystems，andhencecanimprovetheoverallperformance，precisionandstability．Itsnavigationinformationfusiontechnologyisatopicofcurrentinterestbymanyresearches．Thispaperfocusesonla