里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航系统

针对城市隧道、偏远山区等复杂路况下,卫星导航系统信号被遮挡较严重或无卫星导航系统信号的场景中,车载GNSS/INS组合导航系统精度下降的问题,提出一种里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航方法。该方法中的组合滤波模式可根据载车环境变化在GNSS/INS组合模式和DR/INS组合模式间实现自适应切换,该组合导航方法将三维里程计航位推算位置误差作为状态量扩充到常规组合导航滤波器中,里程计的标度因数误差、安装角误差可通过里程计误差标定方法离线精确得到,后续使用只需将里程计误差参数装订到组合导航系统中即可。车载试验表明,7 km的信号遮挡场景下组合导航系统单个方向上的位置误差最大值也不大于8 m,整个跑车过程中位置误差在3 m以内,进一步保证了车载GNSS/INS组合导航系统复杂路况下的高精度定位。     

基于FPGA的GNSS/INS组合系统时间同步设计

为解决组合导航系统中的GNSS和INS数据的时间同步问题,研制开发了一种基于FPGA的低成本时间同步系统,实现INS或其他辅助导航传感器测量数据与GNSS接收机数据之间的时间同步.通过实验结果证实,所设计的时间同步系统的精度可达600μs,满足大多数中高精度INS/GNSS组合系统的同步测量要求,并对姿态误差进行研究,可以看出,设计的时间同步系统可以将姿态误差控制在一个较小的范围内,从而验证了时间同步系统的可行性.     

基于GPS的公交智能报站系统设计

介绍了一种公交智能报站系统,该系统以GPS定位技术为基础来实现自动定位,以STC89C52单片机为核心进行系统硬件设计,以C51语言编程实现系统的软件设计。全面的阐述了报站系统原理,合理的选取了系统硬件,进行了适当的数据处理并对系统软件进行了详细的设计,实现了系统的自动报站、超速报警和友情提示的功能。     

基子GPS的公交智能报站系统设计

介绍了一种公交智能报站系统,该系统以GPS定位技术为基础来实现自动定位,以STC89C52单片机为核心进行系统硬件设计,以C51语言编程实现系统的软件设计。全面的阐述了报站系统原理,合理的选取了系统硬件,进行了适当的数据处理并对系统软件进行了详细的设计,实现了系统的自动报站、超速报警和友情提示的功能。     

抗野值自适应卫星/微惯性组合导航方法

针对在复杂城市环境下卫星导航系统(GNSS)定位定速存在野值,导致GNSS/微惯性(MEMS-INS)组合导航状态参数滤波估计精度恶化,甚至滤波发散的问题,提出了一种抗野值自适应GNSS/MEMS-INS组合导航算法,以提高组合导航精度和可靠性。该算法利用Allan方差分析建立较为精确的MEMS器件噪声模型,有效降低模型异常和状态扰动的影响。同时利用新息序列构造观测异常检验统计量,并根据该统计量构造自适应新息加权因子调节滤波增益矩阵,削弱观测野值对状态估计的不良影响。实验结果表明,该算法能够有效地控制GNSS定位定速异常的影响,具有较强的实时性和容错性。相比于传统算法,车载定位、定速和定姿精度分别提升35.78%、60.19%和82.41%,验证了本文算法的有效性和实用性。     

GPS/INS组合导航系统的研究

讨论了飞机惯性导航系统(INS)与全球卫星导航系统(GPS)的利与弊以及卡尔曼滤波方法在组合定位中的应用情况,进一步提出了基于神经网络数据融合方法的GPS/INS组合导航系统.系统神经网络结构采用单隐层的三层神经网络,输入输出神经元数目是4个,基于256个训练样本由经验公式求得隐层神经元数目为8个,同时还建立了惯导系统的数学模型和数据融合的数学模型.给出了利用MATLAB编制的神经网络训练程序并对这一神经网络进行了训练和仿真.实验表明,组合导航系统经度误差可达9m,纬度误差可达8m,与单独GPS定位和INS定位相比精度得到了提高.     

单线激光雷达与GNSS/INS的空间重构

为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题,本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷达扫描待测空间获取三维尺度信息,然后将点云数据与对应的任意方向的航向角相结合,再利用四元数姿态解算获取各站点扫描的点云图像。为提高计算效率,使用迭代最近点算法实现站点间点云配准时,对待匹配点云数据筛选并更新。实验结果表明在保留点云数字特征前提下,单线激光雷达与GNSS/INS系统能够提高76%的运算速率。本文提出的硬件方案和解算方法不但能够实现较高的配准精度,与多线激光雷达方案相比工程成本也得到显著下降。     

基于 EM 估计的多模型车载组合导航算法

针对行车过程中车载全球卫星导航系统受遮挡产生多径效应、可见星数量少等影响,造成的定位精度差的问题,提出了 一种基于期望最大化(EM)的交互式多模型车载组合导航算法。 本文采用了混合高斯分布模型描述 GNSS 多径效应误差分布, 提出了基于 EM 的 SINS / GNSS 子系统组合导航信息融合方法,实现多径效应偏置误差的估计。 建立了基于零速约束的 SINS / OD 组合导航模型,同时利用交互式多模型算法实现了在 GNSS 信号丢失情况下的导航模型交互融合,提高了车载组合导航系 统精度。 车载实验结果表明在 GNSS 多径效应及信息丢失条件下,本文所提出算法能有效提高导航精度,多径效应的混合高斯 模型偏置为 10 m 条件下,偏置估计误差小于 0. 5 m,水平最大定位误差为 2 m,比传统交互式多模型算法定位误差降低 84. 62% 。     

基于微控制器的公交自动报站控制仪

针对目前公交自动报站控制仪的不足,本文设计了一种新型的基于微控制器、LED显示器和ISD2590语音芯片等组成的公交自动报站控制仪的设计方案.该方案可以降低司机的工作强度,提高车辆运行的安全性,且成本较低,具有较强的实用价值.     

绕地飞船的INS/GPS组合测控定位系统

根据INS和GPS的基本原理,充分利用它们各自的优点,构建了INS/GPS组合测控定位系统.研究了该系统在绕地飞船自主定位中的应用.根据绕地飞船运动的实际情况建立了误差状态方程和组合观测方程.仿真分析表明该INS/GPS组合测控定位系统模型既能保证定位的高精度,又能满足目标的高动态.