基于GPS/INS高精度导航技术的研究
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摘要
随着汽车工业的日益壮大,车辆定位系统已经成为一种新兴的项目且市场规模正在迅速扩大。目前有多种组合导航系统,本文主要研究GPS和INS的组合导航系统。惯性导航系统(INS)可连续提供信息,短时间精度高,但是定位误差随时间积累。GPS系统长期稳定性好,但易受到干扰,数据更新频率低。根据这两个系统的特点,将INS中的惯性单元和GPS构成组合导航系统,该系统拥有很好的导航精度,在实际工程中得到了广泛应用。
本文介绍了GPS和INS的基本原理和组成,主要研究了GPS和惯性单元组合导航定位系统。运用多信息融合理论设计两级融合:第一级采用惯性单元中的加速度计结合电子罗盘进行短时间的定位导航;第二级结合GPS定位系统特点与惯性单元组合导航。本文设计采用工程上易于实现的位置、速度合方式,采用反馈校正的方法,设计多个处理器分别处理分系统数据,最后通过主处理器处理,提高系统了响应速度。本文采用卡尔曼滤波及拓展算法进行数据处理,通过仿真图形对比,对系统存在的误差进行分析处理,进一步提高该组合导航定位系统的精度。
为了满足现代高性能导航系统高精度和低成本的双重要求,该组合导系统是一种较好的解决方案。本文的研究目的是在低成本的前提下提高导航系统的靠性和定位精度,文中还提出该组合系统的扩展功能。根据实验数据进行仿真,对实验结果进行比较并经过实践得知本设计系统有较高的稳定性和精确度,本文设计的组合导航系统具有实际应用价值。
With the development of car industry, research on car Position system becomes a new item and its foreground goes more and more bright. There is a variety of integrated navigation system; the paper studies a combination of GPS and INS navigation system. Inertial navigation system (INS) can be continuity in the provision of information, a short time and high precision, but the location error accumulated over time. GPS system of long-term stability, but susceptible to interference, data update frequency low. According to the characteristics of the two systems will constitute a combination of INS and GPS navigation system, which has very good navigation accuracy, in the actual project has been widely applied.
This paper introduces the GPS and INS and composition of the basic principles, mainly studied the combination of GPS and inertial navigation and positioning system unit. The use of multi-information fusion theory of design integration levels: first-class unit using inertial accelerometers combine electronic compass for short-term positioning and navigation; second-class combination of the characteristics of GPS positioning system and inertial navigation unit. In this paper, the use of engineering design is easy to realize the position,speed combined approach, using feedback correction methods and expanding the use of Kalman filter algorithm for data processing, and system analysis of the error handling, and further enhance the combination of the accuracy of navigation and positioning system.
In order to meet the modern high-performance navigation system with high precision and low-cost double request, the combination of lead system is a better solution. This study aimed at the premise of low-cost navigation system to improve reliability and positioning accuracy, also proposed the expansion of the composite system function, According to experimental data to simulate the experimental results were compared and learned through practice of the design system has high stability and accuracy,the paper designed navigation system with the practical application value.
本文介绍了GPS和INS的基本原理和组成,主要研究了GPS和惯性单元组合导航定位系统。运用多信息融合理论设计两级融合:第一级采用惯性单元中的加速度计结合电子罗盘进行短时间的定位导航;第二级结合GPS定位系统特点与惯性单元组合导航。本文设计采用工程上易于实现的位置、速度合方式,采用反馈校正的方法,设计多个处理器分别处理分系统数据,最后通过主处理器处理,提高系统了响应速度。本文采用卡尔曼滤波及拓展算法进行数据处理,通过仿真图形对比,对系统存在的误差进行分析处理,进一步提高该组合导航定位系统的精度。
为了满足现代高性能导航系统高精度和低成本的双重要求,该组合导系统是一种较好的解决方案。本文的研究目的是在低成本的前提下提高导航系统的靠性和定位精度,文中还提出该组合系统的扩展功能。根据实验数据进行仿真,对实验结果进行比较并经过实践得知本设计系统有较高的稳定性和精确度,本文设计的组合导航系统具有实际应用价值。
With the development of car industry, research on car Position system becomes a new item and its foreground goes more and more bright. There is a variety of integrated navigation system; the paper studies a combination of GPS and INS navigation system. Inertial navigation system (INS) can be continuity in the provision of information, a short time and high precision, but the location error accumulated over time. GPS system of long-term stability, but susceptible to interference, data update frequency low. According to the characteristics of the two systems will constitute a combination of INS and GPS navigation system, which has very good navigation accuracy, in the actual project has been widely applied.
This paper introduces the GPS and INS and composition of the basic principles, mainly studied the combination of GPS and inertial navigation and positioning system unit. The use of multi-information fusion theory of design integration levels: first-class unit using inertial accelerometers combine electronic compass for short-term positioning and navigation; second-class combination of the characteristics of GPS positioning system and inertial navigation unit. In this paper, the use of engineering design is easy to realize the position,speed combined approach, using feedback correction methods and expanding the use of Kalman filter algorithm for data processing, and system analysis of the error handling, and further enhance the combination of the accuracy of navigation and positioning system.
In order to meet the modern high-performance navigation system with high precision and low-cost double request, the combination of lead system is a better solution. This study aimed at the premise of low-cost navigation system to improve reliability and positioning accuracy, also proposed the expansion of the composite system function, According to experimental data to simulate the experimental results were compared and learned through practice of the design system has high stability and accuracy,the paper designed navigation system with the practical application value.
引文
1.秦永元.卡尔曼滤波与组合导航原理[M].西安:西北工业大学出版社,1998:286-297.
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11.中国液晶网,CJM10C0101的使用说明书,http://www.lcd88.com/
12.付梦印,邓志红.Kalman滤波理论及其在导航系统中的应用[M].科学出版社,8-43.
13.王志刚.车载导航GPS/DR/MM组合定位技术的研究[D].武汉:武汉大学,2005.
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18.立宇泰公司.uClinux在ARMSYS上的使用说明书,http://www.hzlitai.com.cn/
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