1、車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)是自上世紀(jì)九十年代以后迅猛發(fā)展的一項(xiàng)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(gè)越來越嚴(yán)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(hào)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(yán)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(shí)現(xiàn)了一種利用GPS和陀螺儀、里程計(jì)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(hào)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(bǔ)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(hào)校正陀螺儀和里程計(jì)的參數(shù)。在GPS信號(hào)丟失的時(shí)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(xì)介紹了導(dǎo)航定位所用GPS衛(wèi)星信號(hào)的產(chǎn)生原理、信號(hào)的提取和接收原理，以及陀螺儀信號(hào)和里程計(jì)信號(hào)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(jì)信號(hào)的誤差模型，并提出了利用GPS信號(hào)在線計(jì)算和校正陀螺儀比例因子和零漂因子和里程計(jì)刻度因子的具體計(jì)算方法，并利用真實(shí)采集到的數(shù)據(jù)用MATLAB仿真的方法對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)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(jì)算量、容錯(cuò)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(yàn)證了卡爾曼濾波算法