發(fā)布時(shí)間：2020-12-14 15:10

　　全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS,Global Navigation Satellite System）發(fā)展如火如荼,微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS,Micro-Electro-Mechanical System）技術(shù)日新月異。隨著智慧城市建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn),對導(dǎo)航定位的精度、可靠性、連續(xù)性提出了更高的要求。針對GNSS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS,Inertial Navigation System）兩者優(yōu)勢互補(bǔ)的特性,本課題開展組合定位關(guān)鍵技術(shù)研究,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于M8U的松耦合組合導(dǎo)航系統(tǒng)。本文主要工作內(nèi)容如下:1)在充分掌握U-BLOX M8U集成開發(fā)平臺(tái)工作模式、輸出信息格式等內(nèi)容的基礎(chǔ)上,編寫了原始數(shù)據(jù)解析軟件,完成原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的提取。開展M8U MEMS微機(jī)械慣性傳感器的時(shí)頻域靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)分析,得到M8U陀螺儀與加速度計(jì)主要誤差來源。2)使用不同小波變換對慣導(dǎo)數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理,根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果選擇使用db5小波變換,完成機(jī)械編排、姿態(tài)解算,為信息融合提供慣導(dǎo)數(shù)據(jù)。3)初始化狀態(tài)向量、量測向量及協(xié)方差矩陣等參數(shù),采用卡爾曼濾波將解算后的INS數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合。4)依托U-BLOX M... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家授時(shí)中心)陜西省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 引言
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
        1.1.2 慣性導(dǎo)航
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 組合導(dǎo)航工作模式
        1.2.2 U-BLOX公司及產(chǎn)品介紹
        1.2.3 基于U-BLOX產(chǎn)品研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 慣性導(dǎo)航及組合導(dǎo)航原理
    2.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
        2.1.1 坐標(biāo)系統(tǒng)
        2.1.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）分類
    2.2 慣性導(dǎo)航算法分析
        2.2.1 傳感器數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 SINS力學(xué)編排
        2.2.3 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換（四元數(shù)與姿態(tài)解算）
        2.2.4 INS誤差方程
    2.3 組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)融合
        2.3.1 卡爾曼濾波
        2.3.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波
    2.4 小結(jié)
第三章 硬件平臺(tái)介紹及原始數(shù)據(jù)分析
    3.1 U-BLOX-EVK-M8U器件介紹
        3.1.1 M8U器件介紹
        3.1.2 UBX協(xié)議介紹
        3.1.3 M8U慣性傳感器信息介紹
        3.1.4 M8U衛(wèi)星導(dǎo)航信息介紹
    3.2 原始數(shù)據(jù)分析
        3.2.1 小波變換
        3.2.2 快速傅里葉變換
        3.2.3 功率譜密度分析
        3.2.4 Allan方差法分析
    3.3 小結(jié)
第四章 組合導(dǎo)航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 協(xié)議解析模塊
        4.1.1 主函數(shù)文件介紹
        4.1.2 協(xié)議判斷文件介紹
        4.1.3 具體協(xié)議解析文件介紹
        4.1.4 輸出結(jié)果
    4.2 數(shù)據(jù)處理模塊
    4.3 導(dǎo)航解算模塊
        4.3.1 組合導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        4.3.2 組合導(dǎo)航系統(tǒng)EKF轉(zhuǎn)移矩陣
        4.3.3 組合導(dǎo)航系統(tǒng)EKF量測方程
        4.3.4 組合導(dǎo)航系統(tǒng)EKF方程
    4.4 地圖匹配模塊
    4.5 小結(jié)
第五章 M8U組合導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證
    5.1 實(shí)驗(yàn)概述
    5.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.3.1 解算結(jié)果對比
        5.3.2 慣性單元結(jié)果
        5.3.3 預(yù)處理前后結(jié)果對比
    5.4 衛(wèi)星遮擋實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.1 丟失2個(gè)數(shù)據(jù)
        5.4.2 丟失10個(gè)數(shù)據(jù)
        5.4.3 丟失15個(gè)數(shù)據(jù)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 論文工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]MEMS-INS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 周彬.南京航空航天大學(xué) 2017
[5]電動(dòng)直升機(jī)自主飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 焦凱.南京信息工程大學(xué) 2016
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[7]可移動(dòng)保險(xiǎn)箱GPS智能鎖控防盜技術(shù)研究[D]. 陳麗楠.東北石油大學(xué) 2015
[8]GNSS/MIMU機(jī)載組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 閆小樂.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[9]基于Open AT的車載定位終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高秀偉.西安電子科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2916600