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上海交通大学
硕士学位论文
INS/GPS组合导航系统性能评估平台的开发
姓名:倪静静
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:田蔚风
20070201
上海交通大学硕士学位论文摘要
INS/GPS 组合导航系统性能评估平台的开发
摘要
组合导航技术是从上世纪 70 年代开始发展起来的一种新的导航
技术,它利用两个及两个以上的导航系统所提供的信息,通过综合处
理以获得最佳导航信息。组合导航系统适应性强、可靠性高,在高精
度军事领域和民用领域得到广泛应用。然而目前大部分研究机构对组
合导航的研究仍是理论分析与实际研发分离,研发的系统扩展性能
差、功能较为单一,而且缺少多元化的导航信息直观显示,通常也不
对各种导航设备的输出进行比较直观的比较。随着组合导航技术和软
件技术的发展,统一的开发平台将在理论分析与实际研发之间搭起桥
梁,能够便利地嵌入各种导航系统进行实验、并对组合导航系统的性
能进行评估。
本文结合上海交通大学导航与控制研究所课题研究和学科发展
的需要,在深入研究了组合导航系统的开发过程并进行系统需求分析
的基础上,设计了 INS/GPS 组合导航系统性能评估平台。此平台是
用 Visual C++开发的一套半物理仿真系统,采用分布式结构设计,在
Windows 操作系统下实现,可以兼顾理论研究和工程实用两个方面,
实现组合导航系统开发过程中的模拟、调试、评估和演示等诸多功能,
为组合导航系统开发提供仿真测试环境,提高研发效率。
论文首先介绍了系统设计的总体思路。详细阐述了系统的功能结
构、方案设计、软硬件构成以及关键技术的实现。将系统设计为由 INS
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
导航模拟器、GPS 导航模拟器、评估平台监控中心(含组合导航系统)
三个独立部分组成,并介绍了各个部分的功能。
然后论文重点研究了 INS 误差模型、GPS 误差模型、INS/GPS
组合导航系统 Kalman 滤波模型,并建立相应的算法。接着探讨了
Matlab 与 Visual C++混合编程技术,利用 控件,采用模块化
编程的方法,在 VC 环境下实现了所需的算法。
论文最后进行了系统联调、仿真验证和相关的实验研究,从内置
算法评估和外部算法评估两个方面给出了系统评估的结果。结果证实
系统是可靠和有效的。
关键词:组合导航,评估,平台,Kalman 滤波,混合编程
II
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
THE DEVELOPMENT OF EVALUATION PLATFORM
FOR INS/GPS INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM
ABSTRACT
Integrated navigation technology is one of the new navigation
technologies that developed from 1970s. By processing information
provided by two or more than two sub-systems, the integrated system can
get more accurate navigation solution. Integrated navigation system is
widely used both in military and civil areas due to its adaptability and
reliability. However, most institutions make their researches on integrated
navigation with theory and practice separated. The normal development
systems have little expansibility, simple function, and poor display
system and do not have function of parison. With the
development of integrated navigation technology and software
technology, a uniform platform is necessary and will set up a bridge upon
theory and practice, with which navigat