MIMUGPS组合导航技术研究.pdf

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1、CIassifiedAcad1546191独创性声明本人声明所呈交的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，也不包含为获得西南科技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已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：盈呈喑导师躲I)j7洲，日期：如一历彦关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保

2、留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：厦城，⋯l聊签名：确日期：如小9西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要导航定位是自主移动机器人技术体系中一个非常重要的研究内容，受到了国内外学者的广泛关注。本文围绕自主移动机器人的实际使用环境及其对导航定位精度的要求，开展了理论与实际紧密结合的MIMU／GPS组合导航技术研究工作。针对MEMS惯性器件具有体积小、重量轻、低功耗、低

3、成本的优点及其存在的精度低、噪声大、稳定性差等缺点，论述了基于微惯性测量单元(MIMU)的捷联惯性导航系统构成，并对其误差、运动方程和机械编排方程分别进行了详细分析。通过对松散组合、紧耦合组合、深度组合三种组合方式的理论分析与比较，结合惯性导航系统线性误差传播特点，详细介绍了MIMU／GPS紧耦合组合导航系统设计过程。其中主要包括四部分内容：(1)推导捷联惯性导航系统动态误差模型；(2)结合卫星星历将MIMU位置、速度信息映射成星站间伪距和多普勒观测值；(3)构建EKF状态方程与观测方程；(4)

4、给出了杠杆臂效应校正方法。实验结果表明，MIMU／GPS紧耦合组合达到了预期设计目的。利用机器人实际使用环境和一些客观事实，对上述MIMU／GPS紧耦合组合导航系统采取针对性措施，进一步提高导航系统精度与适用性。基于机器人速度约束假设和零速静态假设，详细介绍了非完整性约束和零速参数估计的理论推导过程。实验结果表明，非完整性约束能显著提升MI姗／GPS紧耦合组合导航系统性能。关键词：组合导航紧耦合组合非完整性约束MIMUGPSAbstractAsoneofthemostimportanttechn

5、ologiesofautonomousmobilerobot，navigationandpositionhasdrawntheattentionofexpertsandscholarsallovertheworld．Firmlycenteringonactualuseconditionofautonomousmobilerobotandaccuracyreqmrements，researchontheoryandpracticewascarriedoutaroundtheMIMU／GPSinte

6、gratednavigationsystem．MEMSinertialsensorshavethecharacteristicsofsmallsize，lowpower，lOWcOSt，largeoutputnoise．Inresponsetothefeaturesabove．thepaperillustratesthestructureofinertialnavigationsystembasedonmicro．inertialmeasurementunit(MIMU)anderroranal

7、ysis．Andthen，inertialnavigationequationandmechanizationequationarediscussedindetail．Throughprincipleanalysisandcomparisononthreecombinationmodessuchaslooselycoupled，tightlycoupledanddeeplycoupled，andcombinedwiththecharacteristicsoflinearerrorpropagat

8、ionofinertialnavigationsystem，thepaperexplainedthedevelopmentprocessofthetightlycoupledMIMU／GPSintegratednavigationsystemindetail．Whichincludesfoursections：firstly,inferstheINSdynamicerrormodels；secondly,mapstheINSposition／velocityinformationonn-fram