GPS/SINS综合定位系统精度模型理论研究

为推动农业数字化进程的发展,在自治农机具的应用方面,进行GPS/SINS低成本综合定位系统的研究。研究的关键在于建立GPS/SINS综合定位系统精度模型。在农机具的位置-速度-姿态(PVA——position-velocity-attitude)模型的基础上设计一个基于卡尔曼滤波器的PVA模型,用来整和来自所有传感器的数据以提供精确、可靠的机具定位数据,并对这一模型进行理论证明。分析表明此模型能够融合多余的定位信息,是提高整个综合定位系统的导航精度和可靠性的可取方案。

GPS/SINS组合导航系统混合校正卡尔曼滤波方法

利用卡尔曼滤波器将GPS伪距与SINS进行了深组合,在分析了导航误差产生原因的基础上,提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正卡尔曼滤波方法。与输出校正和反馈校正方案相比,这种校正方法提高了系统导航精度。仿真结果验证了混合校正卡尔曼滤波方法的有效性。

GPS/SINS组合导航系统状态的可观测度分析方法

系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。首先 ,分别论述分段式定常系统 (PWCS)的可观测性分析方法和基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。然后 ,证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要求 ,并进一步提出改进的线性时变系统状态的可观测度分析方法 ,以适用于分析全弹道过程系统状态的可观测度。最后 。

基于精确伪距率观测模型的GPS/SINS组合导航系统研究

从泰勒公式及函数矩阵的基本定义出发，推导了考虑位置误差相关项时，GPS/SINS组合导航系统精确的伪距率观测数学模型。仿真结果表明，使用精确伪距率观测模型的伪距、伪距率交替组合导航系统，其位置误差能更好地跟踪GPS系统位置几何误差系数，能更真实地反映载体的短期位置误差，更适用于对航天器或大气飞行器短期位置导航精度要求较高的场合（如把航天飞机或大气飞行器作为高分辨率合成孔径雷达等遥感器的载体）。

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。

厘米级高精度GPS-SINS组合系统研究

成像传感器和定位子系统是先进机载成像系统的两个重要组成部分。以东、北、天坐标系为导航基准坐标系 ,建立了 GPS-SINS组合系统状态的数学模型 ,详细推导了利用 GPS双差相位及双差相位率的组合系统观测方程。仿真结果表明 ,该组合系统能达到厘米级定位精度 ,姿态精度为 1 0″左右 ,可满足先进机载成像系统的要求。

一种新型的GPS/SINS导航系统对准方法

对准是一切导航系统运行前必经的步骤,对于低成本的GPS/SINS导航系统尤其重要,在对一种在研导航系统杆臂效应分析的基础上提出了一种新的对准方法,可有效提高现场对准能力,实现实时补偿。

SINS/GPS组合系统的蒙特卡洛仿真

以考虑位置误差相关项的伪距率观测模型，对遥感中使用的 ＳＩＮＳ／ＧＰＳ伪距、伪距率组合系统进行了蒙特卡洛仿真．结果表明，组合系统的长期位置精度能达到 ５ ｍ以内； ＧＰＳ数据更新率低于 ＳＩＮＳ，在 ＧＰＳ测量时间间隔内，组合系统的性能仅由 ＳＩＮＳ决定．虽然 ＳＩＮＳ的误差随时间积累，但在ＧＰＳ测量时间间隔为秒数量级的情况下，即使采用中等精度的惯性仪表，其相对位置精度可达到厘米级（这里相对位置精度指组合系统在 ＧＰＳ测量时间间隔内位置误差的变化范围）．

SINS／GPS组合导航系统在线校正技术研究

由于捷联式惯性导航系统的误差随时间而积累，如何控制系统的累积误差则成为系统运行时的一个关键问题，GPS的建立和SINS／GPS组合技术的发展则为解决该问题提供了一条很好的途径。本文结合GPS和捷联式惯性导航系统的特点，在捷联式惯性导航系统误差的基础上建立了分别以速度，位置和速度－位置联合作为观测变量的开环和闭环校正滤波器的模型，对捷联式惯性导航系统的各种典型运动状态进行了以速度，位置和速度－位置联合分别作为观测变量的开环和闭环在线校正滤波器的仿真，给出了仿真曲线和数据，并对结果进行了分析和比较，得出了结论。

基于伪距、伪距率的GPS/SINS容错组合导航系统

为了提高组合导航系统的容错性和可靠性 ,本文采用基于伪距、伪距率的GPS/SINS组合导航系统 ,详细推导了该组合导航系统的模型 ,并通过仿真验证了当有效定位卫星数目小于四颗时 ,该组合方法仍可以利用GPS信息修正SINS的导航误差 ,满足一定的导航精度需求。并通过可观性分析 。

全球定位系统(GPS)在铁路中的应用

介绍全球定位系统(GPS)的原理及其三大子系统以及GPS系统在铁路系统中的应用,包括在铁路测量、铺轨作业、救援列车、高速安全保障、铁路物流、调度系统中的应用。

SINS/GPS组合导航系统设计

捷联式惯性导航系统(SINS)是一种自主性很强的导航方式,短时间内运行精度很高,然而随时间积累定位精度变的很差。全球定位系统(GPS)长期误差特性较好,但是短期精度不高。因此SINS/GPS组合导航系统能够各取所长,是一种理想的导航系统。采用惯性测量单元提供线加速度和角速度输出,结合GPS OEM板提供的GPS信息,使用DPS的强大计算能力解算出导航参数,经实验验证达到了预期目的,可以应用于工程实践当中。

GPS／SINS组合导航系统的研究

本文详细讨论了用伪距及伪距率差值作为观测量的GPS／SINS／Baro组合导航系统，推导了状态变量为25阶的组合系统动态方程，在给定的飞机航速段假设均方根值分别为0．1和0．01°／hr的陀螺漂移，对组合系进行了计算机仿真分析，给出了仿真程序框图。协方差分析的结果表明：GPS／SINS／Baro组台导航系统能提供高精度的导航信息，还能对INS、GPS、Baro进行误差补偿和较正，具有很大应用前景。

SINS／GPS组合系统数据处理的质量控制方法研究

ＳＩＮＳ／ＧＰＳ组合系统是一种高效的动态大地测量方法。本文探讨这种组合系统数据处理的统计质量控制理论。

GPS/SINS组合系统动态性能研究

本文讨论如何利用GPS接收机的高精度定位信息来标定和补偿捷联惯性导航系统(SINS,以下用缩写代替)的积累误差。文中叙述了GPS/SINS组合系统的主要特点、组成、设计和实现,同时给出了实验室静态测试数据和跑车试验中的主要结果。

伪距差分GPS用于高速列车实时定位的研究

本文研究了进行高速列车实时定位的差分ＧＰＳ系统设计方案。该系统采用基准台和车载定位台同时互相传输差分数据的方案，即基准台广播位置修正量，车载定位台实时数据处理，使列车司机可及时得到列车实时位置，与此同时，车载定位台广播实时列车位置，基准台对其进行数据处理并将其实时传输给调度控制中心的方案。这种方案具有定位精度高、修正速度快、系统完善性好等特点。

基于误差状态量的卡尔曼滤波器在SINS+GPS组合导航中的应用

卡尔曼滤波(KF)在SINS+GPS组合制导方法中应用广泛,但是运载体的传感器数学模型一般为非线性,其模型复杂度和运算量较大。文章提出了SINS+GPS组合制导中基于误差状态量的卡尔曼滤波算法,为了回避非线性所带来的复杂性,将GPS数据与惯性导航数据的误差作为状态量,由于误差的数学模型为线性,明显降低了设计难度。文中给出了设计过程和导航系统的数学模型,对该模型的状态参数进行了设置,最后用仿真试验证明了该算法的有效性。

铁路电子地图成图与列车定位系统设计与实现

地理信息系统(GIS)是铁路行业提高竞争实力,迎接时代挑战的重要手段。本文介绍GIS与全球定位系统(GPS)结合用于列车定位和铁路地图的形成,实现了采集数据、分析数据、数据入库、打点成图,最终在地图上进行列车跟踪和定位。

SINS/GPS级联组合滤波新算法

针对级联式SINS/GPS导航系统中组合滤波器的测量噪声与系统噪声的相关问题 ,提出了一种相关程度未知条件下的估计量最优融合算法 ,并由此得到了一个顾及噪声相关性的卡尔曼滤波新算法 ;通过对一套SINS/GPS数据的计算 ,证明了新算法是成功的。

基于GPS的列车监控系统的设计与实现

主要讨论GPS(全球定位系统)技术在铁路上的应用。研究了系统的组成,设计方案,软件设计,以及实验与结论。