SINS紧耦合组合导航技术仿真研究.pdf

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1、第3I卷第8期计算机仿真2014年8月文章编号：1006—9348(2014)08—0097—04BDS／SINS紧耦合组合导航技术仿真研究董淼，宋艳君，夏奇，张国纲(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：研究北斗卫星导航系统定位精度优化问题。由于单一北斗系统不能满足飞行器导航要求，为了增强系统可靠性、实时性和抗干扰能力，针对卫星系统导航信号通视性差、易失锁和数据更新频率低等问题，提出了机载紧耦合BDS／SINS组合导航技术。对BDS和SINS的误差模型进行分析，构造了利用伪距和伪距率的状态方程和量测方程。仿真结

2、果表明，紧耦合组合导航系统精度和可靠性更高，在少星条件下仍能满足载体导航需求，并弥补了BDS单一导航的不足。关键词：北斗二代；捷联惯导系统；组合导航；紧耦合中图分类号：TP391．9文献标识码：BSimulationofBDS／SINSTightlyCoupledIntegrated-NavigationSystemDONGMiao，SONGYan—jall，XIAQi，ZHANGGuo—gang(AeronauticsandAstronauticsEngineeringCollege，AFEU，Xi’anShanxi710038，

3、China)ABSTRACT：TheimprovementofpositioningaccuracyforBeiDouNavigationSatelliteSystemisstudied．Inordertoenhancethereliability，real—timeandanti—interferenceofBDS，aimingattosolvetheproblemofpoornavigationsignalintervisibility，frequentlock—loseandlowdataupdatingrateinBeido

4、usystem，theaircrafttightlycoupledBDS／SINSintegratednavigationsystemispresented．TheerrormodelsofBDSandSINSareanalyzed，thestateandmeasurementequationbasedonthepseudo—rangeandpseudo—rangerateisbuilt．Thesimulationresultsshowthatthetightlycoupledintegratednavigationsystemha

5、sahigheraccuracyandreliability，andmeetsthedemandoftheaircraftnavigationwhenthenumberofavailablenavigationsatellitesislessthanfour．Itmakesupforthedisadvan·tageofBDS．KEYWORDS：BDS；SINS；Integratednavigation；Tightlycoupled组合可以发挥二者优势，弥补各自不足，满足飞行器高动态1引言机动对导航精度、可靠性和实时性等方面的要求。B

6、DS／SINS北斗卫星导航系统(BDS)是我国正在建设的全球卫星组合导航可采用松耦合、紧耦合、超紧耦合等方案，其中，紧定位与通信系统。目前，北斗二代系统正在为中国及周边地耦合以伪距、伪距率作为观测量，导航精度高、可靠性好。在区用户提供高精度、全天候的导航、定位和授时服务，并预计BDS可用卫星数目少，无法完成导航解算的条件下，紧耦合在2020年实现全球服务⋯。毫无疑问，自行研制、自主控制仍可利用仅有的卫星数据与SINS进行数据融合，实现高精的BDS是消除我国在该领域对别国依赖，摆脱卫星定位导航度的组合导航。受制于人局面的最佳选择J。目

7、前，关于北斗二代紧耦合系统仿真的相关文献较少，虽然BDS导航精度很高，但作为一种被动式定位系统，因此本文研究了基于伪距、伪距率的北斗二代与SINS组合它仍没有解决卫星导航系统因卫星信号遭环境遮挡、外界干系统消除误差的相关问题，以提升系统导航精度。扰、高机动环境等因素引起的导航精度下降，甚至丧失导航能力的问题。捷联惯导系统(SINS)拥有优异的自主性，不受2系统导航原理外界环境制约，且短期精度高、稳定性好，通过SINS与BDSBDS采用圆圆定位体制，接收机锁定4颗或以上卫星，由星历数据计算出各卫星的位置，并通过卫星信号传播时间收稿日期

8、：2014—03—30修回日期：2014—04—29和多普勒频移，分别计算出接收机与各卫星问之的伪距和伪·-·——97·--——距率，以卫星位置、伪距和伪距率作为系统识别量。BDS导间，W⋯W为白噪声。航原理框图如图1所示。3．2SI