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《基于GPS和MEMS的飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：密級：UDC：編號：專業(yè)碩士學(xué)位論文（工程碩士）基于GPS和MEMS的飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究碩士研究生：朱恒陽指導(dǎo)教師：趙琳教授企業(yè)導(dǎo)師：王萍高級工程師工程領(lǐng)域：控制工程論文主審人：黃衛(wèi)權(quán)教授哈爾濱工程大學(xué)2018年6月分類號：密級：UDC：編號：專業(yè)碩士學(xué)位論文（工程碩士）基于GPS和MEMS的飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究碩士研究生：朱恒陽指導(dǎo)教師：趙琳教授學(xué)位級別：工程碩士學(xué)科、專業(yè)：控制工程所在單位：自動化學(xué)院論文提交日期：2018年5月論文答辯日期：2018年6月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex：U.D.C：ADissert
2、ationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）ResearchonNavigationSystemAlgorithmofAircraftBasedonGPSandMEMSCandidate：ZhuHengyangSupervisor：Prof.ZhaoLinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringEngineeringField：ControlEngineeringDateofSubmission：May.,2018DateofOralEx
3、amination：Jun.,2018University：HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者(簽字)：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的有
4、關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部內(nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文(□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后)由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者(簽字)：導(dǎo)師(簽字)：日期：年月日年月日基于GPS
5、和MEMS的飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究摘要隨著信息和導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地掌握載體的運(yùn)動信息變得尤為重要。載體的姿態(tài)信息（偏航、俯仰、橫滾）在航空航天中的飛行器件、在海上航行的輪船、以及在陸地上行駛的汽車等中都是重要的輸出參數(shù)之一。如何準(zhǔn)確地獲得運(yùn)動載體的姿態(tài)信息也是研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。論文以MEMS/GPS組合測姿系統(tǒng)為研究對象，研究重點(diǎn)包括組合導(dǎo)航算法和組合導(dǎo)航過程中數(shù)據(jù)融合算法兩部分。本文的研究內(nèi)容如下：1、闡述了SINS、GPS和SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的基本工作原理。針對SINS，詳細(xì)推導(dǎo)了在當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系下的解算過程，并基于歐拉平臺誤差角建立
6、了當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)系下的誤差方程；針對GPS，介紹了其定位測速的基本原理，并對GPS定位系統(tǒng)誤差進(jìn)行了細(xì)致、深入的分析。最后分析了現(xiàn)有的MEMS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的組合方式以及校正方式。2、設(shè)計(jì)了MEMS/GPS組合導(dǎo)航的總體測姿方案，提出了三種不同的測姿方案。給出了相應(yīng)測量姿態(tài)方法的狀態(tài)方程和量測方程的具體形式，同時(shí)利用Matlab完成了算法驗(yàn)證。針對單獨(dú)MEMS系統(tǒng)姿態(tài)隨時(shí)間發(fā)散的問題，提出采用MEMS和GPS松組合導(dǎo)航的方法。但是采用松組合輸出校正方案不僅姿態(tài)收斂慢，而且時(shí)間長了容易發(fā)散；針對松組合輸出姿態(tài)收斂慢容易發(fā)散的問題，提出了反饋校正的方法。該
7、方法通過四元數(shù)實(shí)現(xiàn)對姿態(tài)信息的反饋，雖然能保證系統(tǒng)長時(shí)間不發(fā)散，但是系統(tǒng)收斂慢，不適合無人機(jī)快速啟動的特點(diǎn)；針對松組合反饋校正姿態(tài)收斂慢的問題，提出了基于單天線原理的MEMS/GPS組合導(dǎo)航方案。該方案不僅能保證系統(tǒng)長時(shí)間不發(fā)散，也能使系統(tǒng)快速收斂；針對可見星不足時(shí)組合導(dǎo)航不能正常工作的問題，提出了緊組合的方案，很好地解決了GPS可見星不足時(shí)系統(tǒng)不能正常工作的問題。3、針對R值較小時(shí)，Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波發(fā)散的問題，引入變分貝葉斯自適應(yīng)卡爾曼濾波。該方法在量測噪聲R未知的情況下，濾波精度高于經(jīng)典卡爾曼濾波和Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波的
8、精度，且其不受量測噪聲R急劇變小的影響。4、針對之前MEMS/GP
