ARM構(gòu)架下GPS-DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)是自上世紀九十年代以后迅猛發(fā)展的一項技術(shù)。隨著城市中車輛的日益增多，如何在城市中有效地指揮和引導(dǎo)交通已經(jīng)成為一個越來越嚴重的問題，車載導(dǎo)航系統(tǒng)也越來越受到人們的關(guān)注。在城市中衛(wèi)星信號受到日益增多的高層建筑和立體式交通的影響，多路徑效應(yīng)和遮擋嚴重，因此單純的GPS導(dǎo)航無法保證穩(wěn)定的定位精度、可靠性和連續(xù)性。 本文研究和實現(xiàn)了一種利用GPS和陀螺儀、里程計等慣性導(dǎo)航設(shè)備組成的車載GPS/DR (航位推算)組合導(dǎo)航系統(tǒng)

2、。在GPS信號有效的情況下，該系統(tǒng)能夠充分利用GPS和DR導(dǎo)航定位誤差的互補性原理，通過卡爾曼濾波和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，有效地提高了定位和導(dǎo)航的精度和可靠性，并通過GPS信號校正陀螺儀和里程計的參數(shù)。在GPS信號丟失的時候，通過航位推算技術(shù)(DR)技術(shù)，繼續(xù)導(dǎo)航。 本課題首先詳細介紹了導(dǎo)航定位所用GPS衛(wèi)星信號的產(chǎn)生原理、信號的提取和接收原理，以及陀螺儀信號和里程計信號的產(chǎn)生原理。然后介紹了卡爾曼濾波器的原理和推導(dǎo)過程，分別分析了GP

3、S、陀螺儀和里程計信號的誤差模型，并提出了利用GPS信號在線計算和校正陀螺儀比例因子和零漂因子和里程計刻度因子的具體計算方法，并利用真實采集到的數(shù)據(jù)用MATLAB仿真的方法對該方法進行了驗證。然后提出了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分別研究了分散式卡爾曼濾波算法和聯(lián)合卡爾曼濾波算法，在比較兩種濾波算法在計算量、容錯性和系統(tǒng)魯棒性的基礎(chǔ)上選擇了分散式卡爾曼濾波算法作為GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)的核心濾波算法，并用MATLAB仿真的方法驗證了卡爾曼濾波算法