文档介绍：单位代码: 10293 密级: 硕士学位论文论文题目: 车辆 GPS/MIMU 超紧耦合定位系统研究 1010010244 张秀良刘南杰通信与信息系统移动通信与无线通信工学硕士二〇一三年三月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期公开移动通信与无线技术 The Research of Ultra-Tight GPS/MIMU in Vehicle Navigation System Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and munications for the Degree of Master of Engineering By Xiuliang Zhang Supervisor: Prof. Nanjie Liu February 2013 南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任研究生签名:逵衫铷鬼垃L~日期:场 B·屮J 南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档;允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名: 多缸嬷良导丿币签名日期: h)b· 弘σ I 摘要随着国内智能交通系统的蓬勃发展,车辆定位技术的研究受到广泛的关注。本文通过 GPS(Global Positioning System) 与 IMU(Inertial Measurement Unit) 的超紧耦合技术来研究车辆定位。主要问题有:首先,一套完整的 IMU 成本较高,不适用于车辆定位;其次,对超紧耦合矢量跟踪算法 VDCaP 的研究发现,当环路失锁时,其载波跟踪环 CaPLL 无法提供可靠的多普勒测量,导致系统性能降低;最后,超紧耦合矢量跟踪性能受导航解算精度的影响,当 GPS 信号中断时,矢量跟踪环因解算精度较低无法发挥作用。针对以上问题的分析,本文主要工作如下: ( 1 )用成本低、可靠性高的 MIMU(Micro IMU) 代替完整的 IMU ,并改进了一种带遗忘因子的递推最小二乘算法,用以提高陀螺信号降噪性能,仿真结果表明该算法有效提高了陀螺使用精度。( 2 )对 VDCaP 算法的 GPS/MIMU 超紧耦合定位进行研究,在其载波跟踪环 CaPLL 基础上加以改进,通过融合 VFLL 将其设计成复合式跟踪环 CPFLL ,当环路失锁时,利用环路复位来消除相位误差引起额外的多普勒测量误差。在弱信号与强信号下进行实验,结果表明 CPFLL 可以消除此类多普勒测量误差,改善了导航性能。( 3)针对矢量跟踪在 GPS 信号中断下无法发挥作用的问题,提出了一种跟踪切换算法, 该算法在 GPS 信号中断情况下由矢量跟踪算法 VDCPF 切换至标量跟踪算法 DPLL 。结果表明在 GPS 信号短暂中断时,标量跟踪算法可通过短暂高精度的 MIMU 辅助跟踪环保持跟踪, 并在信号恢复后快速恢复到中断前的高精度定位;而在信号没有中断时,矢量跟踪算法可以加强对弱信号的捕捉,提供较高的估计精度。关键词: 全球定位系统,微惯性测量单元,车辆定位,超紧耦合,跟踪环路 II Abstract The booming domestic intelligent transportation systems, vehicle positioning technology has received widespread attention. This thesis study the vehicle location by utral tight coupling technique of global positioning system(GPS) and in ertial measurement unit(IMU).Major problems are included as follow