基于gps软件接收机的超紧组合导航算法设计与实现

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1、东南大学硕士学位论文基于GPS软件接收机的超紧组合导航算法设计与实现姓名：虞婧申请学位级别：硕士专业：仪器科学与技术；精密仪器及机械指导教师：陈熙源20110410摘要GPS／SINS组合导航系统综合了SINS的自主性和GPS短时精度高等优点，具有导航性能优越、可靠性好、小型化等特点，逐渐成为导航技术发展的重要方向。本文首先在第二章介绍了目前应用广泛的GPS／SINS松组合与紧组合系统，进行了算法的理论推导以及半物理仿真实验。根据实验结果分析二者的导航性能，结果表明，紧组合能够提高GPS系统的抗干扰能力和动态性能，比松组合的导航精度更加可靠，但也存在着不可避免的缺陷。

2、因此，为了进一步加深GPS与SINS之间的数据融合程度，提高导航性能，本文在第三章进行了GPS／SINS超紧组合的算法设计。首先对现有的超紧组合方案进行了介绍，并通过对GPS软件接收机环路的分析引入建模过程。然后，对现有滤波模型进行了数学推导和理论分析，并针对本课题组的研究背景与现状对其进行了改进，提出一种新型扩展卡尔曼滤波算法。最后使用C语言编写了这两种算法，采用基于GPS软件接收机的真实数据进行半物理仿真实验。结果表明，新模型有效提高了导航精度和稳定性。第四章中，本文将CDMA蜂窝网无线定位引入GPS／SINS超紧组合系统中，增加了整个导航系统的环境适应力。首先根

3、据CDMA的定位原理选择TDOA定位算法，再针对本文的应用背景对其传统算法进行改进。编写包括蜂窝网构建、WLS算法、模糊解消除和Kalman滤波算法在内的整个仿真程序，并对其半物理仿真结果进行分析。最后，设计了基于PC机的上位机软件，建立了组合导航系统与用户之间的平台。将整个组合导航程序移植到TMS320C6713DSP开发板，并对DSP环境下的程序进行多种代码优化。运行结果表明，与直接应用于DSP平台相比，程序的运行效率提高了近三倍。关键词：GPS／SINS超紧组合软件接收机CDMADSPAbstractGPS／SINSintegratednavigationsys

4、temcombinestheadvantagesofbothSINSandGPS．Ithasthespecialtiesofsuperiorperformance，goodreliabilityandminiaturization，andthereforehasbecomeanimportantdevelopmentdirectionofnavigationtechnology．Firstly,thewidelyusedGPS／SINS100SeandtightintegratedsystemsareintroducedinChaptertwo．Thetheoreti

5、calderivationofalgorithmisgivenandthesemi-physicalsimulationexperimentsaretakensubsequently．Then,thenavigationperformanceiSanalyzedonthebasisofexperimentalresults．ItshowsthatthetightintegrationCanimprovetheanti．interferenceabilityanddynamicperformanceofGPS，andtheprecisionismorereliablet

6、hanlooseintegration．However,italsohassomeavoidlessflaws．Therefore．inordertofurtherenhancethedegreeofdatafusionintegrationbetweenGPSandSINS，andimprovethenavigationperformance，thispaperpresentsthealgorithmdesignforGPS／SINSultra-tightintegrationinChapterthree．Aftertheintroductionofexisting

7、methodsandtheanalysisofGPSsoftwarereceiverloops．theexistingfilteringmodelisderivedmathematicallyandanalyzedtheoretically．TheIl-anovelextendedKalmanfilteralgorithmisproposedspecifictotheresearchbackgroundforourprojectteam．BothtwoalgorithmsareprogrammedbyClanguage，andexperimented