基于光纤陀螺的SINS/GPS组合导航系统研究

摘要

本课题以实际科研项目为背景，针对SINS/GPS组合导航系统的关键技术展开研究。
　　 捷联惯性导航系统（SINS，Strapdown Inertial Navigation System）和全球定位系统(GPS，Global Positioning System)各有其特点。SINS/GPS组合导航系统综合了SINS和GPS各自的优点，具有导航精度高、可靠性好、体积小等特点，是现代导航系统的发展方向之一。因此，对SINS/GPS组合导航系统的初始对准和导航定位问题开展研究具有重要的现实意义。
　　 针对以上问题，本论文完成的主要工作如下：
　　 1 .S1NS/GPS组合导航系统硬件平台方案设计。为了满足系统微型化、高性能度的要求，采用浮点型DSP作为处理器，由FPGA（可编程逻辑阵列器件）集成多串行口的扩展等其他功能。DSP通过外部存储器接口(EMIF)实现和FPGA通信，可以使DSP专注于复杂的导航解算，从而可提高系统串行通信的效率和速度。
　　 2.捷联惯导系统的机械编排。主要介绍惯性系统的姿态更新，速度、位置等的更新方法。
　　 3.捷联式罗经法初始对准的应用研究。初始对准是导航系统的重要部分，针对自对准的要求，分析了罗经法对准的基本原理，进行了基于VC++6.0的罗经法对准的软件仿真。最后，在实际样机上完成了算法验证试验。
　　 4.SINS/GPS组合导航方案设计。分析了SINS/GPS组合导航系统工作原理，建立了组合导航系统的数学模型，以伪距、伪距率作为观测信息实现了SINS/GPS深组合导航算法，并进行仿真分析。
　　 本论文是在以下基金项目的资助下完成的：
　　 (1)国家自然科学基金项目(60874092)
　　 (2)国家自然科学基金项目(50575042)
　　 (3)航空科学基金项目(20080869009)