智能车辆中的INS/GPS组合导航技术

自主驾驶与辅助导航是目前智能汽车领域的一个热点.本文研究了一个由INS/GPS组合导航的智能车辆系统.该系统由GPS和INS组合实现,其核心算法是用卡尔曼滤波实现GPS和INS的数据融合.通过对INS的辅助,使这个组合导航系统具备容错能力,仿真结果表明,该组合系统满足定位和导航的功能.     

基于强跟踪滤波器的MIMU/GPS组合导航系统

研究微型惯导系统优化导航,在实际工程应用中设计强跟踪滤波器的MIMU/GPS组合导航系统,为验证整个组合导航系统的正确性和可靠性,采用软件无线电平台,进行了系统硬件架构和算法设计,使得整个系统具有较强的灵活性和可扩展能力.系统组合方式采用伪距、伪距率紧密组合.滤波器部分引入对突变状态具有较强鲁棒性和跟踪能力的强跟踪滤波器,对系统进行了最优估计和反馈校正.进行车载仿真试验,结果表明,整个系统组合效果显著,跟踪精度满足了设计要求.     

GPS信号仿真器方案设计与实现

研究优化GPS导航系统仿真器设计,要实现一种便携式GPS卫星信号仿真器。由于系统要求实时性强和定位精度高,嵌入式ARM+DSP+FPGA的硬件架构的仿真器平台有限的运算和存储能力不能满足要求,因此提出了GPS轨道仿真的三次样条插值仿真算法,运算量小、计算速度快、误差小,同时采用模块化设计并预留接口,方便扩展开发,可作为多种卫星的仿真器。进行仿真的结果表明,实现了GPS复杂系统仿真的实时性,仿真信号频谱特性较好,定位准确,可为导航系统设计和军用实验提供了可靠依据。     

基于MEMS技术的车载组合导航系统研究

针对当前车载GPS导航仪实时性和可靠性差的问题,设计出一种基于MEMS技术的低成本车载GPS/MIMU/GIS组合导航系统,建立了GPS/MIMU组合系统的误差模型,对该模型进行了计算机仿真研究,并运用地图匹配算法对GPS/MIMU/GIS导航信息误差进行修正;跑车试验表明,该组合导航系统成本低、精度高,可靠性强,特别适合于军用和民用车辆的导航定位。     

机载北斗/GPS/SINS组合导航系统软硬件设计

针对单一导航导航系统在导航精度、稳定性、设备成本以及导航信息完备性等方面的局限性,设计了卫星导航/惯性导航组合导航系统;针对GPS导航系统受制于人及北斗导航系统发展尚不完善的特点,提出了基于北斗/GPS/SINS的军用机载组合导航系统软硬件设计;搭建了北斗/GPS/SINS组合导航系统硬件平台,采用基于不确定度的加权平均数据融合算法提高组合导航系统的导航可靠性和准确性;仿真结果表明,该组合导航系统稳定性好,可靠性高,定位准确。     

列车组合导航系统研究与仿真

提出了一种列车组合导航系统.首先,采用低精度的惯性传感器构成简易惯性测量装置(IMU),设计了该简易IMU的安装结构,并给出了其导航定位解算方法.然后,将简易IMU与GPS构成组合导航系统,分析了IMU和GPS各自的误差源,并建立了组合系统误差模型,从而利用卡尔曼滤波技术设计了IMU/GPS列车组合导航算法.仿真结果表明,该IMU/GPS列车组合导航系统具有精度高、可靠性好、成本低等显著优点,非常适用于列车导航定位.     

基于VC的飞行仿真器导航仿真系统开发

飞行仿真器导航系统为飞行仿真器的其他系统提供重要的相关信息,包括飞机的位置、高度、速度、加速度以及飞机当前姿态等参数,飞行仿真器导航系统的研究是飞行仿真器研究开发的一个重要部分,本文基于vc++6.0,采用模块设计方法,开发了无线电导航系统仿真系统,利用GL studio制作虚拟导航显示仪表,显示导航参数,引导飞行员按照既定航线飞行.经过调试,该系统能够满足飞行仿真器无线电导航仿真的要求.     

基于GPS仿真器的无人机导航系统半物理仿真研究

讨论了无人机导航半物理仿真系统中GPS仿真器的设计方法;根据GPS接收机输出信息的特点和WGS-84与各种坐标系的转换关系,将飞机模拟系统解算得到的无人机位置信息转换成与之对应的GPS信号传输到导航链路,用于无人机航迹控制;根据导航飞控系统功能的要求,构建了一个半物理仿真平台来验证此系统,试验结果证明了采用模拟GPS仿真器完全可以对导航软件的功能进行有效的验证,并达到了预期设计要求。     

SINS/GPS组合导航系统Kalman滤波仿真研究

为提高捷联惯导系统SINS和全球定位系统GPS的精度和可靠性,研究了SINS和GPS的原理,建立了SINS/GPS系统的状态方程和位置速度误差量测方程;并采用卡尔曼滤波算法实现了SINS/GPS的组合导航.Matlab仿真结果证明,采用Kalman滤波实现SINS/GPS组合导航,其精度得到大大提高;且采用SINS/GPS组合导航系统,克服了SINS惯性导航难以长时间独立工作的缺点,解决了GPS易失锁、难以实时控制的不足,保证了导航系统的实时性及较高的精度和可靠性.     

磁通门与GPS组合导航在水下航行器的应用

为了实现水下航行器的精确导航,利用磁通门罗盘和GPS组成了组合导航定位系统,介绍了组合导航定位系统的工作原理.为了克服环境干扰对GPS信号接收的影响以及GPS的定位偏差对导航系统的影响,采用了卡尔曼滤波技术进行了航位推算并对GPS的定位偏差进行了校正,最终的仿真结果表明该组合导航定位系统的定位精度较GPS的定位精度有了较大的提高,能够满足水下航行器导航定位的要求.     

基于SINS/GPS/DVL组合导航定位半实物仿真系统研究

为了满足水下航行远航程和长时间的要求,远航程自主水下航行器(AUV)采用以SINS导航为主、DVL导航为辅、卫星导航定期修正的方式来提高导航的精度和可靠性;文中研究了一种采用惯性测量器件(IMU)、GPS卫星定位导航模拟器、GPS接收机、多普勒测速仪仿真装置、ADI/RTS仿真工作站和水压模拟器构成的采用SINS/GPS/DVL组合导航方式的AUV导航半实物仿真系统,并进行了全航程仿真实验;仿真试验的结果表明,所设计的半实物仿真系统方案可行,可用于更高置信度的AUV组合导航仿真实验。     

综合舰桥系统中雷达模拟器的研制

主要根据综合舰桥系统试验平台对于雷达信号模拟的要求和导航雷达信号的特征,对雷达模拟器进行软硬件设计,采用软件实现由网络接收导航信息数据包和通过PCI接口控制雷达模拟信号,利用FPGA的PCI IP核集成雷达模拟信号硬件实现的各个功能块,采用DriverWorks进行Windows平台驱动程序设计。通过软硬件协同设计,成功地实现了SOPC的雷达模拟器。     

基于CPS架构的旋翼无人机组合定位建模研究

针对在特殊地区连续导航和组合导航冗余技术的问题,提出基于信息物理融合系统架构的BDS/GPS/SINS组合导航的旋翼无人机定位方案。以六旋翼为运载体,采用超紧组合导航结构和联邦式滤波结构建立模型,通过Simulink虚拟定位仿真,得到较为精确的位置信息。进一步搭建旋翼无人机物理融合定位系统实验平台,该平台的BDS/GPS接收机接收由NSS8000多星群模拟器提供的虚拟卫星导航电文信号,方便用户对CPS虚拟和现实环境的人机交互界面进行操作。通过定位信息融合进行基于BDS/GPS/SINS超紧组合导航的室内飞行实验,失星下定位精度都能达到2.0?m±0.5?m。仿真和实验结果表明,该定位系统具有信息物理融合的鲁棒性和安全可靠性。     

基于地图匹配的高精度GPS自主车辆导航系统的实现

概述了高精度ＧＰＳ自主车辆导航系统的主要实现方案。针对自主车辆导航系统对低成本的要求,给出了基于地图匹配的高精度ＧＰＳ自主车辆导航系统的实现,详细论述了该系统的地图匹配算法,软件流程及硬件设计,最后给出了该系统的实际路试结果。     

基于DSP和FPGA的导航计算机设计

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的导航计算机设计,其中DSP专注于导航解算,FP-GA负责微惯性测量单元(IMU)和全球定位系统(GPS)等数据的采集,缓存以及与其它模块的通信。利用FPGA的可重复编程配置和高速并行处理能力,扩展了多路串行通信接口,并在其内部采用异步FIFO存储结构解决了采样信号和DSP之间的跨时钟域传输的问题。系统试验结果说明该导航计算机具有集成度高,功耗低,工作性能可靠的特点。     

一种多飞行器自主编队飞行智能仿真系统研究

为缩小多机自主编队飞行理论研究与实际应用的差距,加快导航与控制系统从设计到产品实现的过程,提出了一种用于多飞行器自主编队飞行的智能仿真系统.该仿真系统采用多通道信息采集设备、多通道星座模拟器、协同飞行仿真控制设备,将真实飞行设备接入闭环仿真,有效验证了导航与控制系统方案的可行性.该仿真系统中,用同一时钟模块控制多通道星座模拟器各通道运算周期和动力学平台的运算周期,解决了两者运行时间不一致的问题,有效降低了仿真系统的误差,增强了仿真的真实性.基于专家经验自主发送指令、判断状态和故障诊断,实现智能化测试,提高仿真效率.应用实例表明,自主编队飞行仿真结果与真实飞行结果一致,证明了该仿真系统设计方案的有效性.同时,基于该系统进行飞行产品的软件、硬件、设备同步开发,缩短了研发周期和成本.     

微机械陀螺在组合导航系统中的应用

介绍了基于iMEMS技术的速率陀螺芯片ADXRS300,研究了以ARM处理器为核心的GPS/SINS组合导航系统的结构及其各部分功能,给出了基于角速度测量、加速度测量和GPS定位的组合导航系统设计方案。     

飞行控制与惯性导航仿真训练系统的研究

虚拟现实技术和仿真技术是模拟器研究中的关键技术。该文针对某型飞机飞行控制与惯性导航仿真训练系统的研制，以构建三维座舱仪表、驾驶仪操纵台、飞机运动特性和惯导模拟器为目标，采用面向对象的软件建模思想、模块化的软件设计思想和多种相关技术，设计实现了“飞行控制与惯性导航仿真训练系统”。该系统是一个既能训练飞行员熟悉操作环境和操纵飞控系统控制飞机飞行，又能训练领航员熟练操作惯导及领航技能的软硬件结合的综合仿真训练系统。文章对系统的设计原则、功能、构成及实现方法进行了阐述，给出了测试航线图，并实现了与其他模拟器的组网对接。