低成本车载bdsdr组合导航滤波算法研究

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1、硕士学位论文低成本车载BDS/DR组合导航滤波算法研究StudyonLow-costBDS/DRIntegratedNavigationFilterAlgorithm作者：张亮导师：高井祥教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号P228.4学校代码10290UDC528密级公开中国矿业大学硕士学位论文低成本车载BDS/DR组合导航滤波算法研究StudyonLow-costBDS/DRIntegratedNavigationFilterAlgorithm作者张亮导师高井祥教授申请学位工学硕士培养单位环境与测绘学院学科专业大地测量学与测量工程研究方向GNSS导航定位答辩委员会主席评

2、阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生张亮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：年月日致谢值此毕业论文完成之际，首先真诚地感谢我的导师高井祥教授。来到矿大跟随导师学习了三年时光，不管是学业上的敦敦教诲，还是生活上无微不至的关心，都让我心怀感恩。同时导师渊博的知识，严谨的治学态度和豁达的处世态度使我受益匪浅，并将影响我以后的人生道路。感谢王坚教授在研究生学习阶段为我提供了良好的学习

3、环境，王老师费尽心血建立的601团队为我个人的科研提供了卓越的条件。相信在王老师的精心领导下，这个刚起步不久的科研团队会越来越好，一定会取得更好的成就。感谢张书毕教授和刘志平老师，初到矿大您们给予了我很多的帮助，使我得以最快的速度投入到了学习生活当中。您们的关心和照顾让我感受深切。感谢李增科博士师兄，李师兄不仅自己在科研上刻苦钻研取得了优异的成就，同时不吝地给予我很大的帮助。三年来在科研上请教李师兄的问题不计其数，师兄一直都耐心解答。感谢同门的师兄弟：胡洪博士、谭兴龙博士、刘飞博士、韩厚增博士、方川硕士、姚一飞博士、邓海峰硕士、王生朝硕士、党相振硕士、夏大章硕士、潘显东硕士、曹

4、书豪博士、刘洋硕士、邓小强硕士、徐波硕士、郭忠臣硕士、赵文晔硕士、孙晶硕士。与大家朝夕相处，受益不少。感谢303实验室的尚阳硕士、王浩硕士、曹新运硕士、刘春燕硕士。非常高兴可以与大家一起学习生活。感谢409实验室的张言哲硕士、李星光硕士、杨洲硕士。与你们在一起的日子总显得短暂而美好。感谢601团队所有的老师和学生成员。相信在以后的日子里大家会把601建设的更加辉煌。感谢宿舍的涂永成硕士、闫磊硕士、李怀展博士。和大家兄弟般的相处一定会让我今生难忘。感谢大地硕12级的全体同学，祝大家前程似锦。感谢那些一同在球场上玩耍过的认识的的和不认识的朋友。感谢环测学院所有的领导和老师，是你们为

5、我提供了这样一个精彩的学习和生活舞台。最后感谢我的父母，是您们用自己勤劳的双手养育了我二十多年，并且一路鼓励和支持着我走过了美好的学生生涯。张亮2015/4/22摘要智能交通作为一个新兴朝阳产业正变得越来越受到人们的关注，它是一个包括诸多技术的系统性工程,其中实现车辆的实时、准确、连续高精度导航定位是智能交通的一个关键技术。当前全球卫星导航系统（GNSS）已经成为了车辆导航定位的主要方法，它能为车辆提供实时的三维位置，被称为智能交通系统的基石。我国的北斗导航系统（BDS）正按着国家的总体布局思路稳步推进,现已具备覆盖全国辐射周边地区的导航服务能力。作为国家战略性的新兴产业，北斗

6、导航系统势必在我国甚至全球车载导航定位服务市场占据越来越重要的地位。本文以低成本车载BDS/DR组合导航定位技术为研究对象，主要围绕BDS/DR组合导航定位技术原理、组合导航定位信息融合的集中卡尔曼滤波和联合卡尔曼滤波开展了系统研究。本文主要理论工作概括如下：1.当观测值中存在粗差时，卡尔曼滤波应用于导航定位时会出现滤波发散的问题。传统的抗差卡尔曼滤波利用预测残差的特性，通过迭代计算对增益矩阵进行限制，从而达到所谓抗差的目的。但迭代计算过程大大降低了动态定位解算效率，本文提出了一种基于Vondrak粗差探测的抗差EKF算法。该算法有效解决了传统抗差卡尔曼滤波需迭代解算的问题，不

7、但提高了解算效率，同时还保证了算法抵抗粗差的效果。2.为了使联合卡尔曼滤波信息分配系数的选取更加合理，本文提出了一种联合卡尔曼滤波信息分配系数自适应调节的新方法。该方法考虑到了BDS和DR定位在位置与速度、加速度上存在差异性，将它们进行区分，采用了两组分配系数来确定滤波器的信息分配。实验结果表明，该自适应联合滤波算法较无自适应联合滤波在导航精度上有了明显的提升，同时也提高了组合系统的容错性。该论文有图46幅，表9个，参考文献75篇。关键词：北斗；船位推算；组合导航；信息融合；卡尔曼滤波IAb