GPS组合导航系统数据融合的分析与处理.pdf

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1、第24卷第9期传感技术学报Vo1．24No．9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep．20112011年9月AnalysisandProcessingofTightly-CouplingMINS／GPSIntegratedNavigationSystemonDataFusionMAJun，YANGGongliu，1．schoolofmechanicalenginerringTianjinUnviersity，Tianjin300072，China；、＼2．schoolofInstrume

2、ntationScienceandPoto—electronicsEngineeringBeihangUniversity，Beijing100191，China／Abstract：Thepaperdiscussedthecompositionofloosely-couplingandtightly·-couplingofMINS／GPSIntegratednavigationsystem，andreferencetheexperimentalbaseoftightly—couplingMINS／GPSinabroad，an

3、alyzesthecompositionandworkingprincipleofconventionalloosely—coupling，tightly—couplinganddeeptightly-coupling，Throughthetheoreticalanalysis，Kalmanfilteringmodelwasshownbasedonpseudo—rangedifference．Throughthesimulationtests，presentedthecharacteristicsoftightly-coup

4、lingMINS／GPSdataprocessing．Keywords：MINS／GPS；modularpattern；filermethod；pseudo—rangedifferenceEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2011．09．012紧耦合MINS／GPS组合导航系统数据融合的分析与处理马骏，杨功流，1．天津大学机械工程学院，天津300072；、＼2．北京航空航天大学仪器科学与光电学院，北京100191／摘要：针对MINS／GPS组合导航系统的松耦合、紧耦合组合方案进行了

5、讨论，借鉴国内外对紧耦合MINS／GPS组合模式的研究，分析了松耦合、紧耦合和超紧耦合MINS／GPS组合模式的构成和工作原理，通过理论分析建立了基于伪距差分的组合卡尔曼滤波模型。通过半实物仿真试验研究紧耦合MINS／GPS系统数据融合处理的特性。关键词：MINS／GPS；组合模式；滤波算法；伪距差分中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1004-1699(2011)09—1284—06微惯性测量单元(MIMU)和卫星导航系统(GPS)1MINS／GPS组合导航系统特性构成的MINS／GPS组合导航系统，成本低、体

6、积小、重量轻、功耗小、具有很高的综合性能优势，在民用测在GPS与惯导系统的组合方式中，按照信息交量、汽车控制与导航制导等领域得到越来越多的应换或组合程度的不同，GPS和惯导的组合方式一般用。从公开报道的文献看，采用微机械陀螺和微机械分为三种方式：松耦合、紧耦合、超紧耦合。在松耦加速度计能进一步降低MIMU的成本，并且使其体合系统中，惯导系统和GPS接收机各自独立工作，积、重量和功耗也更小，使得采用微机械技术实现中在GPS接收机可工作时，由融合算法使惯性导航系低精度惯导系统的成本大大降低。同时，通过与卫星统的输出调整到GPS的

7、位置和速度上，并用最优估导航系统如GPS、GLILEO、GLONASS的组合降低对捷计结果反馈修正惯导系统或直接修正惯导输出，系联惯导系统的要求。如何更好的发挥INS／GPS组合统工作原理如图l所示。导航系统的性能，国外在1990年左右开始了紧耦合INS／GPS组合试验研究，1997年开始实际应用J。而我国随着北斗导航系统(BD)的部署的逐步深人，在发展基于我国北斗系统的紧耦合INS／BD组合系统时，有必要多角度的考虑GPS的耦合机理，为我国的卫星组合导航系统提供理论参考。收稿日期：2011—03—30修改日期：2011—0

8、6—14第9期马骏，杨功流：紧耦合MINS／GPS组合导航系统数据融合的分析与处理1285在GPS接收机不可工作时，惯导系统独立工的情况下能够递推得到统计意义下最优的融合数据作；紧耦合系统中，GPS接收机提供伪距、载波相位估计。当GPS中可见星数大于4颗时，松耦合和多普勒频移信息与惯导系统