INS/GNSS组合导航系统设计与分析

摘要

现代战争表明，导航在战争中正发挥着越来越重要的作用，它已成为现代战争的重要信息源。单一的导航手段已经不能满足现代战争的需要，组合导航技术正以其独特的优点得到充分的重视与发展，并被成功地应用到许多武器系统上。
　　为更好的分析组合导航系统，介绍了GPS和GLONASS系统的组成、各自政府对导航系统的政策，给出了GPS和GLONASS定位测速的基本原理以及两种系统的差别。在此基础上。提出了GPS和GLONASS组合的相关问题和解决办法，并介绍了GPS/GLONASS兼容接收机的方案和工作原理。
　　导航系统的精度是一个重要的指标。本文分别分析了惯性导航系统的误差源，给出了误差方程，对各个误差源的影响和误差分配进行了数值仿真。基于最小二乘法探讨了GPS/GLONASS的数学模型，并对其导航误差及误差模型进行了相应研究，通过将随机误差等效成时钟误差的方法，简化了现有GPS/GLONASS的误差模型。
　　通过仿真研究几种组合导航策略。分析了INS/GNSS位置组合滤波法的精度，并和车载试验结果进行了比对；研究了气压/惯性三阶高度组合系统；介绍了“北斗一号”卫星导航系统，并从三个方面分析了惯性北斗组合导航的可行性。最后分析了惯性/景象匹配组合方案。通过研究，这几种方案都比较稳定可靠，并且利于工程实施。

目录

INS/GNSS组合导航系统设计与分析

DESIGN AND SIMULATION OF INS/GNSS INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题的背景和意义

1.3 常用的导航系统

1.3.1 无线电导航系统

1.3.2 惯性导航系统（INS）

1.3.3 卫星导航系统

1.3.4 地形辅助导航系统

1.3.5 景象匹配辅助导航系统

1.3.6 合成孔径雷达

1.4 组合导航系统及其发展

1.4.1 组合导航系统的优点

1.4.2 组合导航的研究内容

1.4.3 组合导航系统的实现方法

1.4.4 组合导航的发展趋势

1.5 论文的研究内容与结构安排

第2章 卫星导航系统

2.1 GPS卫星导航系统

2.1.1 GPS卫星系统的组成

2.1.2 美国政府的GPS系统政策

2.2 GLONASS卫星导航系统

2.2.1 GLONASS卫星系统的组成[3][4][8][11]

2.2.2 俄罗斯政府的GLONASS系统政策

2.3 GPS和GLONASS定位测速原理

2.3.1 GPS和GLONASS定位基本原理

2.3.2 GPS和GLONASS测速基本原理

2.4 GPS与GLONASS的区别

2.5 本章小结

第3章 GPS/GLONASS组合技术

3.1 GPS/GLONASS组合的优点

3.2 GPS与GLONASS差异的处理方式

3.2.1 载波频率的差异

3.2.2 时间系统的差异

3.2.3 坐标系统的差异

3.3 GPS/GLONASS兼容接收机

3.4 本章小结

第4章 INS及GPS/GLONASS的误差分析

4.1 INS误差分析

4.1.1 INS误差源分析

4.1.2 INS误差方程

4.1.3 平台INS导航误差仿真

4.2 GPS/GLONASS误差分析

4.2.1 GPS/GLONASS组合伪距定位数学模型

4.2.2 GPS/GLONASS导航误差分析

4.2.3 用于位置、速度组合的GPS/GLONASS误差模型

4.3 本章小结

第5章 某系统组合导航策略研究

5.1 INS/GNSS位置组合滤波仿真研究

5.1.1 INS与GNSS组合精度仿真

5.1.2 车载试验

5.2 某导航系统惯性/高度组合研究

5.2.1 三阶组合高度回路

5.2.2 高度组合回路的两种工作状态

5.3 惯性/北斗组合导航

5.3.1 “北斗一号”导航星定位系统简介

5.3.2 组合导航可行性分析

5.3.3 组合技术方案

5.4 INS／景象匹配组合策略

5.5 本章小结

结论

参考文献

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致谢

个人简历