车辆组合导航系统中的信息融合技术研究

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1、硕士学位论文车辆组合导航系统中的信息融合技术研究TheInformationFusionTechnologyinVehicleIntegratedNavigationSystem作者：邓力导师：陈兴新副教授中国矿业大学二○一五年六月中图分类号TP301学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文车辆组合导航系统中的信息融合技术研究TheInformationFusionTechnologyinVehicleIntegratedNavigationSystem作者邓力导师陈兴新申请学位工学硕士培养单位信息与电气工程学院学科专业电子科学与技术研究方向车辆导航答辩委员会主席任子晖评阅

2、人二○一五年六月论文审阅认定书研究生邓力在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢时光飞逝，转眼就要毕业，开始工作并踏入人生新的旅程。在即将离开校园之际，回忆三年的读研生活，我思绪万千，如果没有老师、同学、亲人的陪伴、鼓励支持，我想我很难顺利的完成学业。首先感谢我的导师陈兴新，本文从选题到定稿，都凝聚了陈老师的心血。在研究生期间，陈老师经常给我的学习、工作和生活的的细心指导，在学术上给

3、我许多建设性的意见和建议。能有幸成为陈老师的学生，向他学习是我有生以来最宝贵的经历。感谢实验室的各位同学、师弟师妹。虽然不经常交流，但是能够与诸位共处一个实验室，亦是缘分。感谢我的父母，是他们无私的奉献和支持才使我有了今天。每当我遇到困难的时候，是父母在第一时间给我支持，我会永远报答这份恩情。感谢同一专业的小伙伴们，因为有了你们的研究生生活才丰富多彩。摘要车辆组合导航技术是车载联网的重要部分，在城市交通中发挥着不可替代的作用。随着GPS技术广泛应用在车辆导航上，给人们的出行带来了极大方便及安全。但由于GPS可靠性差、定位精度不高、受环境影响较大，往往在一些特殊情况下车辆无法准确的定位。而航

4、位推算（DR）自主导航性比较强，短时间内的定位精度较高，于是人们开始寻找一种数据融合方法将两种导航系统组合在一起。信息融合技术是利用电子计算机将多个传感器采集到的数据融合在一起，并通过对每个数据的权值进行分析，通过决策和估计得到系统的最优状态。因此利用多传感器信息融合技术把GPS和DR组合起来形成组合导航系统是发展趋势。本论文首先介绍了车辆组合导航的发展及其应用，并对国内外的研究现状做了介绍。然后对GPS和DR定位原理和优缺点进行了分析。其次，研究了Kalman滤波在组合导航系统的应用，推导了离散线性和非线性系统Kalman滤波的公式。将北斗导航系统（BD）引入到组合导航中来，提出了GPS

5、/BD/DR组合导航系统。对GPS/BD/DR组合导航的数据融合技术做了研究，推导了系统的状态方程和量测方程。对单独的DR系统和GPS/DR组合导航系统进行了滤波估计，并用Matlab进行了仿真。同时也对GPS/BD/DR组合导航系统进行了Matlab仿真。然后以Kalman滤波为基础，阐述了对非线性系统适用性更强的PF。由于PF存在粒子集退化的问题，阐述了重采样进行改进。针对粒子滤波存在的问题，阐述了UT变换理论和UPF滤波，并提出了一种新的基于强追踪滤波的STPF滤波。通过Matlab仿真得出了改进的粒子滤波在定位的精度和误差方面明显优于普通PF。该论文共有图28幅，表3个，参考文献7

6、6篇。关键词：组合导航；信息融合技术；北斗导航；Kalman滤波；粒子滤波；强追踪粒子滤波IAbstractVehicleintegratednavigationtechnologyisanimportantpartoftheInternetofVehicleanditplaysanirreplaceableroleincitytraffic.WiththeGPStechnologywidelyusedinvehiclenavigation,itbringspeopleagreatconvenienceandsafety.ThenduetopoorreliabilityofGPSandlo

7、wpositioningaccuracyandbadadaptationintheenvironment,Itisoftenunabletoaccuratelylocatevehiclesinsomespecialcases.DRhasarelativelystrongautonomousnavigationandhighpositioningaccuracyinashorttime,peoplebegintolookf