高动态下sinsgps超紧耦合组合导航系统的仿真平台研究

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1、⑧指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阕人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：⑧Author’Ssignature：垂：』!垄Supervisor’Ssignature：Reviewers：ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：㈣6帅3洲8眦4删5㈣2ⅢⅢr浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以

2、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，也不包含为获得迸姿盘堂或其他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已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：初．j·是签字日期：沙f牛年弓月，节日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝垫盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏太堂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和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后

3、适用本授权书)学位论文作者签名：召斗走导师签名：签字日期：扣}々年3月斗日签字日期眇f1c年多月『声日本论文得到国家自然科学基金项目：“高动态SINS／GPS超紧耦合组合导航系统的反馈式多目标信息融合理论研究”(编号：61272020)的资助摘要随着世界各国军事现代化建设步伐越来越快，各类先进武器设备的动态性能越来越高，如何解决高动态条件下的导航定位问题已经成为各国科学家关注的焦点问题。鉴于捷联惯性导航系统(SINS)和卫星导航系统(以GPS为主导)的误差模型具有良好的互补优势，二者的有效组合可以同时克服SINS误差随时间积累和GPS易受外界

4、环境干扰的缺点，因而成为解决高动态条件下实时、连续和精确定位问题的有效途径。受国家自然科学基金项目资助，本文对SINS／GPS超紧耦合组合导航系统的仿真平台进行了深入研究，其中研究工作主要包括下面几个部分：1．鉴于真实的高动态数据不易获得以及理论研究需要，开发了基于载体高动态运动轨迹的惯性测量器件(IMU)信号仿真器和GPS中频数字信号仿真器。针对IMU信号仿真器，提出了由姿态、位置信息逆向解算IMU数据的方法，分别建立陀螺仪和加速度计的数学模型，并对其误差模型进行了详细分析。针对GPS中频信号仿真器，对GPS信号结构进行了简要分析，建立了相

5、应的信号传输数学模型，结合卫星星历信息和载体高动态运动信息，对相关用户定义参数和误差模型进行了仿真，灵活的参数设置便于进行算法性能分析与误差分析。2．针对热噪声和动态应力误差在载波跟踪环路中的相互制约关系，在详细推导了卫星信号跟踪参数、，／Q信号和载体位置、速度信息的关系基础上，设计了惯导速度信息辅助接收机载波跟踪环路，并提出了一种环路带宽优化算法。辅助跟踪环路利用惯导速度信息估算卫星信号的多普勒频移，可以很大程度上消除跟踪环路中的动态应力误差，同时，跟踪环路的真实带宽变小，滤除外界噪声的能力加强，跟踪环路的性能得到提高。环路带宽优化算法根据

6、各种噪声与带宽的关系，确定最优带宽值使相位误差达到最小，使跟踪环路的跟踪性能保持在最佳状态。3．基于矢量跟踪环路的超紧耦合组合导航系统设计。与传统的标量式跟踪i浙江大学硕士学位论文环路不同，矢量跟踪环路充分利用了各通道间数据的相关性，处理高动态信号和弱信号的能力加强。针对超紧耦合组合导航系统矢量跟踪环路中各子系统间的数据融合问题，提出了基于无迹卡尔曼滤波的分布式滤波器设计，包括跟踪环路信号参数估计的从滤器设计和基于伪距、伪距率组合模型的主滤波器设计。文章最后对超紧耦合组合导航系统的仿真平台进行了设计，通过对仿真信号和采集的真实数据进行处理，验

7、证了本文设计的系统模型和算法的有效性。关键词：高动态，超紧耦合组合导航，高动态信号仿真，惯导辅助跟踪，矢量跟踪，信息融合Abstract———————————————————————————————一一Withthefastdevelopmentofmilitarymodernization，thehighdynamicperto啪a11ceofthemodemweaponsismuchbetterthanever,SOhowtonavigationandpositioninginhighdynamicconditionsbecomesthe

8、focusprobleminthefield．AsmeeHDrcharacteristicsoftheSINSandGPSarecomplementary,when