基于单轴光纤陀螺的车载组合导航系统设计

针对陆上车辆导航定位设计了一种基于单轴光纤陀螺的简化惯导系统(Reduced Inertial Sensor System,RISS),该系统由一个单轴光纤陀螺、三个加速度计和一个倾角传感器组成。为获得较高精度的航向信息利用双天线GPS和RISS进行组合,构成双天线GPS/RISS组合导航系统,应用卡尔曼滤波技术实现数据融合,并进行仿真实验和跑车试验验证所设计系统的合理性。仿真实验结果证明双天线GPS/RISS组合导航系统与GPS/RISS组合导航系统相比,航向精度得到显著提升。跑车实验结果表明,设计双天线GPS/RISS组合导航系统的位置误差小于2m,航向角误差小于1°,能满足车载导航定位定向需求。     

基于光纤陀螺的DGPS/DR组合导航定位系统的设计与实现

针对导航定位系统是变电站设备巡检机器人的关键技术之一,设计了一种由光纤陀螺仪、里程仪、加速度计、差分GPS和FPGA/DSP构成的导航计算机组成的硬件系统,并基于差分GPS定位、航位推算(DR)导航原理设计了该组合导航系统软件,系统采用了初始自寻北、切换式组合导航定位方式,该方法简单易行、实用性较强,实验表明该系统能为变电站设备巡检机器人提供连续、实时、较高精度的导航定位.     

基于GPS/SINS/里程计的车载组合导航研究

GPS/SINS组合导航系统虽然能很好地解决惯导系统的误差累积问题,但当GPS信号失效时,GPS/SINS组合导航系统不能正常工作或导航能力急剧降低.为提高车载松组合导航系统的精度和完整性,提出在GPS失效时采用OD(里程计)辅助SINS实现导航,推导出所需的GPS/SINS组合导航滤波方程和OD/SINS组合导航滤波方程,并进行地面车载试验.实验结果显示在GPS短时失效时,OD/SINS组合导航具有较高导航精度.     

低成本MIMU/GPS组合导航研究

针对微惯件测量组合无法长时间单独工作、GPS卫星信号不稳定的问题,提出MIMU/GPS组合导航的方法.对MIMU的误差建立模型,采用松组合方式,设计卡尔曼滤波器,除取姿态、速度、位置的误差作为状态变量外,另取仪表的误差作为状态变量.对姿态、速度、位置进行反馈校正.在GPS卫星信号在某些条件下短时间丢失的情况下,微惯性测量组合单独导航,然后再重新获取GPS卫星信号的情况下进行Kalman滤波组合导航仿真,仿真结果表明该算法简单易实现,能满足导航精度要求,且在GPS卫星信号短时间丢失的情况下有较高的导航精度.     

车载GPS/DR/MM组合导航定位算法研究应用

虽然GPS/DR组合定位比单独用GPS或航迹推算DR(Dead Reckoning)定位有更高的定位精度,但由于累积误差的产生,长时间使用仍可能出现较大的偏差,不利于车辆导航.对此,提出一种基于模糊逻辑的地图匹配算法,利用模糊逻辑评判规则和相应的隶属度函数对地图匹配可信度进行综合评判,最终确定车辆当前行驶道路和车辆的位置.实验数据表明,地图匹配MM(Map Matehing)技术进一步修正了GPS/DR组合导航系统的定位结果,有效地提高了系统定位精度.由于不增加硬件设施,GPS/DR/MM组合导航定位使低成本高精度的车辆导航成为可能.     

基于MIMU/GPS的组合导航计算机设计

为满足MIMU/GPS组合导航系统微型化、高精度的要求,以TI公司TMS320VC33型浮点DSP器件为CPU,Altera公司的Cyclone系列EPlC6Q24017型号FPGA为外设扩展器件,设计了一种实时性好、精度高、体积小,外设配置灵活的组合导航计算机系统;采用浮点放大器和FPGA实现了MIMU的高速、高精度数据采集;采用单片机控制接收,判断和校验GPS-OEM板异步串口输出的报文;各处理器之间通过双端口RAM共享数据,从而实现了分布式控制.     

路网辅助的车载INS/GPS组合导航方法

针对车载INS/GPS组合导航系统在GPS无效时精度迅速下降的问题,提出了将车辆行驶的路网约束作为虚拟传感器,采用多传感器数据融合的方式,与INS和GPS组成INS/GPS/路网组合导航系统.当GPS失效时,使用路网辅助INS.仿真结果表明,在GPS无效时间段,该方法能有效减小系统定位误差.     

低成本IMU/GPS组合导航系统设计

纯惯导数据自主性强、更新率高、实时性好,但系统误差会随时间积累.GPS将误差限制在一定范围内,但数据更新较慢,易受外界干扰.以IMU、GPS和磁航向计构成的低成本组合导航系统已成为目前研究的热点.本研究构建了低成本小型航姿系统.为了更好地满足工程需要,增强系统的实时性,考虑到时间延迟对系统的影响,设计10维卡尔曼滤波器用于导航计算,实测跑车并对数据进行仿真.初步结果表明,所构建的组合导航系统精度和稳定性均满足导航要求.     

SINS/GPS组合导航仿真系统研究

SINS/GPS组合导航仿真系统的研究对于方案论证、系统设计以及工程研制等有着重要的意义.介绍了组合导航系统原理以及组合导航仿真系统的结构和原理,包括航迹仿真器、惯导仿真器、GPS仿真器及卡尔曼滤波器等.系统采用VisualC 6.0语言开发,效率高,可移植性强;采用OpenGL做实时动画显示,界面丰富,可观测性强.该系统讨论了仿真系统的功能设计和人机界面设计以及相关的核心算法等,最后在该系统下进行了仿真,取得了较好的效果.同时模块化设计使得该软件中的核心算法已成功移植应用于实际工程中.     

基于DSP的MSINS/GPS组合导航计算机设计

介绍了以DSP为核心的MSINS/GPS分布式控制组合导航计算机的设计方法.为降低系统成本,选用TI公司的DSP作为导航算法处理机,采用TL16C550和MAX3160设计了RS-232/485/422多协议串口,实现该系统与主机的通信.鉴于GPS-OEM板异步串口输出的报文在接收时需要进行判断和校验,采用单片机单独控制接收,并将预处理数据存储到双口RAM中,节约CPU的时间.对于MSINS六路数据的采集,则采用CPLD作为调度机,将A/D转换结果也放于双端口RAM中.系统还采用GPS接收机输出的1PPS脉冲,结合CPLD产生的时序实现MSINS和GPS数据的同步采集.     

GPS/MM车载导航系统的研究与实现

车辆导航系统的一项重要功能是将GPS的定位数据在电子地图上精确显示。由于坐标系的差异,需进行坐标转换。定位数据因多种原因存在误差,因此需要合适的地图匹配算法来提高定位精度。依据道路网络的拓扑性,以及自适应加权匹配因子的计算,提出了一种实用的地图匹配算法,并在实践中得到了验证,能够提高定位数据的精度和可靠性。     

基于Android技术的北斗／GPS车载导航系统设计

针对目前车载导航终端价格昂贵及GPS定位精确度的问题,设计了一种基于Android技术的北斗／GPS双模式定位车载导航终端。该终端通过对北斗和GPS信号的实时采集,将处理后的信息结合百度电子地图在触摸屏上实时直观显示用户当前位置,导航应用程序实现了周边及路线查询、地图切换、一键回家等功能。实验表明,在Android平台上开发车载导航应用,可以降低设备终端的成本,有利于软件的开发和升级。     

车载地图匹配技术中GPS定位数据的研究

地图匹配是车辆导航系统的重要定位技术,GPS定位数据质量是地图匹配效果的关键因素.深入分析了影响GPS车载导航系统定位数据质量的各种误差,提出了鉴别GPS有效定位数据的判定算法.     

基于星敏感器/光纤陀螺的卫星定姿算法

为了达到卫星三轴姿态确定的精度要求,以某一对地定向的小卫星为研究对象,提出了基于滤波算法的星敏感器和光纤陀螺组合定姿的方案。采用四元数的方法建立卫星姿态确定模型,并采用扩展卡尔曼滤波,对得到的卫星姿态误差和陀螺漂移误差信息进行信息融合和相应的修正。仿真结果表明,即使采用中等精度的陀螺组件,也可以实现高精度定姿;并且验证了星敏感器的测量噪声和滤波周期等因素对定姿精度的影响。     

车载INS/GPS组合导航系统建模与仿真

为了准确地对车辆进行定位,实现导航功能,将两种常用的导航定位技术GPS定位导航技术与惯性导航技术进行组合,介绍了INS/GPS组合导航系统的仿真方案。因车载组合导航系统对精度的要求不是很高,采用低成本的机械陀螺和加速度计作为惯性导航系统的测量器件。INS/GPS组合导航系统采用位置和速度组合模式,分别给出纯INS,纯GPS,组合导航系统的位置误差比较。结果分析表明,组合导航系统精度高于INS和GPS分别独立工作时的精度。     

基于INS/GPS/COMPASS的AUV组合式导航定位算法

导航定位问题是自主式水下机器人研究(AUV)的主要内容之一,本文针对一种开架式AUV设计了一种采用间接反馈校正的捷联惯性导航与GPS、罗盘相组合的导航方案,其中采用卡尔曼滤波器接收两套导航子系统对同一导航参数输出值的差值,经过滤波计算估计出各误差量。仿真实验的结果表明,SINS/GPS/COMPASS组合导航对SINS误差随时间不断加大的现象起到了很好的抑制作用,能够满足AUV定位精度的要求。     

SINS/GLONASS/GPS组合导航系统的故障检测研究

为了避免由于应用过多的卡尔曼滤波器在组合导航系统中所带来的一系列问题,提出了一种应用SINS/GLONASS/GPS组合导航信息进行故障诊断的新方案。在总体设计了SINS/GLONASS/GPS组合容错导航系统方案的基础上,从理论上证明了该方案的可行性。SINS/GPS/GLONASS容错导航系统大大增强了系统的可用性和自主完备性,同时,提高了系统的联合定位精度。     

导航卫星载体姿态测量进化算法研究

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术.在基于载波相位差的载体姿态测量中,相位双差整周模糊度的求解是重点和难点.该文将进化算法应用于整周模糊度的搜索,无需进行模糊度的去相关处理,采用进化算法直接搜索整周模糊度,进而求解出基线矢量,获得载体姿态.该方法可以提高整周模糊度求解的效率和实时性,适用于动态载体姿态测量.对比实验结果证明了该方法的有效性.     

基于GPS的低成本车载导航设备的研究实现*

首先分析车载导航设备的核心功能,说明低成本实现方案的可行性。在此基础上,给出低成本车载导航设备的硬件框架,并对关键部件进行功能阐述。而后从导航原理、嵌入式GIS、图形开发、编码规范、程序运行、内存使用几个方面论述设备的软件系统。接着,通过实验证明该低成本车载导航设备较好地实现了车载导航设备的核心功能。最后,通过与高档车载导航设备的成本对比,体现了该设备的成本低。     

车载GPS/DR组合导航系统自适应信息融合算法研究

结合全球定位系统(GPS)和航位推算(DR)两种定位方式的优点,构建了基于卡尔曼滤波的自适应联邦滤波算法,实现陆地GPS/DR组合定位系统的数据融合;针对DR子系统的强非线性和扩展卡尔曼滤波算法带来的较大线性化损失,并结合机动加速度均值自适应算法,设计了一种基于U-D分解的自适应迭代卡尔曼滤波算法,更有效的减少DR子系统线性化带来的误差损失,提高定位精度;与同仿真环境下,DR子系统采用扩展卡尔曼滤波方法作了比较,结果表明该信息融合算法能更有效解决DR子系统的线性化误差问题,整个系统数据融合精度更高.