基于mems器件的车辆组合导航技术研究

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1、分类号：学校代码12715UDC�学号：12040130QQ1m菘京牵院XIMNGuNIVERSITV专业学位硕士论文ThesisforMaster'sDegree基于MEMS器件的车辆组合导航技术研究学院：机械工程学院学位类别：专业硕士领域：机械工程论文作者：韩亮指导教师：王建峰隽鸿科曰期：2015年5月西京学院研究生处西京学院硕士学位论文基于MEMS器件的车辆组合导航技术研究论文作者：韩亮学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程校内导师：王建峰职称：副教授企业导师：隽鸿科职称：高

2、级工程师资助基金项目：陕西省教育厅自然科学基金No.14JK2160.DissertationSubmittedtoXijingUniversityforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringResearchontheTechnologiesofIntegratedNavigationSystemforLandVehiclesbasedonMEMSDevicebyHanLiangSupervisor:AssociateProf.WangJianfengMay20

3、15ThisworkwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofShannxiProvinceDepartmentofEducationNo.14JK2160.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本

4、学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解西京学院关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要摘要近年来，随着微机电系统MEMS（Mi

5、croElectricalMechanicalSystem）的快速发展，基于微机电系统技术的捷联惯性导航系统（Strap-downInertialNavigationSystem,SINS）与全球定位系统（GlobalPositioningSystem,GPS）的组合为实现导航系统的低成本、小型化与轻量化设计提供了可行方案。本论文以车载组合导航系统为研究背景，以解决MEMS-SINS/GPS组合导航系统存在的精度低与可靠性差问题为目标，研究了MEMS-惯性测量单元（InertialMeasureme

6、ntUnit,IMU）误差分析与补偿、组合导航误差补偿算法、组合导航滤波器设计等技术。论文介绍了车载组合导航系统的发展现状以及目前国内外的研究情况，对SINS和GPS的工作原理及误差源进行了分析，研究SINS与GPS的组合模式，通过对比松、紧组合模式的优缺点，确定了组合导航系统的组合模式；通过分析组合导航系统中MEMS-惯性测量单元（InertialMeasurementUnit,IMU）的结构，对惯性传感器的误差源进行分类，利用时间序列分析中的ARMA模型误差建模方法建立了车载组合导航系统中惯性器

7、件的随机误差模型，通过对现有的惯性导航系统的信息融合方法进行分析，开展车载组合导航系统中组合导航误差补偿算法的研究，为了解决系统的数学模型和噪声统计特性无法完全确定而导致常规卡尔曼滤波器递推方程不适用的问题提出了新的算法——自适应卡尔曼滤波组合导航算法。关键词：惯性测量单元，MEMS器件，自适应卡尔曼滤波，ARMA模型IABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentoftheMEMStechnique,TheintegrationofStrap-downIn

8、ertialNavigationSystem(SINS)basedonthetechnologyofMicroElectricalMechanicalSystems(MEMS)andGlobalPositioningSystem(GPS)providesafeasiblesolutionfortheimplementationofnavigationsystemfeaturedwithlow-cost,smallscaleandlightweight.Withthei