【摘 要】
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捷联惯性导航系统(SINS)是一种自主式的导航方式，具有隐蔽性与信息完备性的特点，SINS导航定位不受外界环境的影响，但因自身工作原理，导航定位误差不断积累，致使SINS无法长时间单独
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捷联惯性导航系统(SINS)是一种自主式的导航方式，具有隐蔽性与信息完备性的特点，SINS导航定位不受外界环境的影响，但因自身工作原理，导航定位误差不断积累，致使SINS无法长时间单独工作。全球定位导航系统(GPS)可以提供高精度导航定位信息，但因外部环境因素导致GPS信号失效时，GPS接收机无法进行定位。SINS/GPS紧组合导航系统很好的解决了这个问题，它弥补了惯性导航系统的误差积累，并且在卫星数较少、GPS信号失效时组合系统仍然可以导航定位。 本文首先对捷联惯性导航系统和全球定位导航系统进行详细的分析，然后对SINS/GPS紧组合导航系统的关键技术进行了深入研究。其中，重点研究了GPS子系统中各误差项的误差模型与补偿方法，根据卫星星历解析获得高精度的卫星位置与速度的方法;研究了紧组合导航系统中的时间同步问题，从理论上分析不同步问题对于组合系统的影响，并提出了基于硬件同步、软件补偿与数据存储多种同步方法;根据观测量的数学模型，通过对SINS信息展开获得了量测方程;进行了SINS/GPS紧组合各类型实验，通过不同卫星数目下的对比实验验证了卫星数目对紧组合导航系统的影响，通过不同运动方式的对比实验确定了系统在静基座和动基座下工作的有效性;最后，在工程背景下，本文利用高精度的三轴转台和接收机完成了基于DSP的SINS/GPS紧组合导航系统的样机实验。 论文通过样机实验验证了所设计软硬件时间同步系统的有效性，保证了SINS/GPS组合导航系统各子系统的数据同步;根据GDOP几何精度因子，确定了GPS选星方法中无需矩阵求逆的简化算法;最后，本文提出了双频恢复技术，在样机上实现了SINS/GPS紧组合导航系统，通过样机实验，验证了系统中各补偿模块、同步模块、运动约束模块的合理性与紧组合导航系统的优越性。 论文的研究工作得到了以下研究项目的支持:国家自然科学基金项目(51175082);总装备部预研项目(51309030105);总装备部预研项目(51309040301)
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