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北航惯性导航综合实验五实验报告

  (4)总体看来,SINS/GPS组合滤波的结果优于单独用SINS或GPS导航的结果,起到了协调、超越、冗余的作用,使导航系统更可靠。

  %该程序为15维状态量,6维观测量的kalman滤波程序,惯性/卫星组合松耦合的数学模型

  实验结果分析:纯惯导解算短时间精度很高,1min的惯导解算的北向最大位移误差-2.668m,东向最大位移误差-8.231m,可见实验数据所得位置误差与理论推导的位置误差在同一数量级,结果不完全相同是因为理论推导时做了大量简化,而且实验时视GPS为真实值也会带来误差;另外,可见1min纯惯导解算的东向速度最大误差-0.2754m/s,北向速度最大误差-0.08027m/s。

  进入捷联惯导初始对准状态,记录IMU的原始输出,注意5分钟严禁移动实验车和IMU;

  (一)理论推导捷联惯导短时段(1分钟)位置误差,并用1分钟惯导实验数据验证。

  ② 将IMU与导航计算机、导航计算机与车载电源、导航计算机与监控计算机、GPS接收机与导航计算机、GPS天线与GPS接收机、GPS接收机与GPS电池之间的连接线正确连接;

  ①复习卡尔曼滤波的基本原理(参考《卡尔曼滤波与组合导航原理》第二、五章);

  ②复习捷联惯导/GPS组合导航系统的基本工作原理(参考以光衢编著的《惯性导航原理》第七章);

  (二)选取IMU前5分钟数据进行对准实验。将初始对准结果作为初值完成1小时捷联惯导和组合导航解算,对比1小时捷联惯导和组合导航结果。

  短时段(t5min),忽略地球自转 ,运动轨迹近似为平面 ,此时的位置误差分析可简化为:

  (1)由组合后的速度、位置的P阵可以看出滤波之后载体的速度和位置比GPS输出的精度高。

  (2)短时间SINS的精度较高,初始阶段的导航结果基本和GPS、组合导航结果重合,1小时后的捷联惯导解算结果很差,纬度、经度、高度均发散。

  (3)INS/GPS组合滤波的九游体育官网结果和GPS的输出结果十分近似,因为1小时的导航GPS的精度比SINS导航的精度高很多,Kalman滤波器中GPS信号的权重更大。