【摘 要】
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不同于静基座导航环境,动基座环境下的惯导系统通常采用辅助导航设备构成组合导航系统,其目的一是提高导航的可靠性,二是利用多源数据融合技术实现高精度的系统导航。在工程实际应用中,常常由于未有效解决多源数据之间的时间和空间对准误差问题而导致数据融合处理效果不理想,甚至无法融合的情况,因此,时空对准成为了组合导航系统数据融合前必须要解决的关键问题之一。GNSS系统和CNS系统辅助SINS系统是进行高精度、
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不同于静基座导航环境,动基座环境下的惯导系统通常采用辅助导航设备构成组合导航系统,其目的一是提高导航的可靠性,二是利用多源数据融合技术实现高精度的系统导航。在工程实际应用中,常常由于未有效解决多源数据之间的时间和空间对准误差问题而导致数据融合处理效果不理想,甚至无法融合的情况,因此,时空对准成为了组合导航系统数据融合前必须要解决的关键问题之一。GNSS系统和CNS系统辅助SINS系统是进行高精度、长时效、自主化导航的常用组合方式。本文以陆用武器装备为载体,围绕SINS/GNSS/CNS组合导航系统动态环境下的时空对准问题开展分析研究,具体研究内容如下:（1）介绍了三种常用的组合导航系统数据融合的非线性卡尔曼滤波算法,应用MATLAB对三种算法的误差进行仿真分析。其次对联邦滤波算法的基本思路和原理进行了分析,为进一步研究不同组合模式下的导航系统数据融合奠定理论基础。（2）动基座下SINS/GNSS/CNS组合导航系统数据融合算法的建模与仿真。分别建立了三种组合模式下的导航系统数据融合的数学模型,针对不同的组合模式应用不同的滤波融合算法,利用MATLAB软件编写相应的导航算法进行仿真,分析三种组合导航模式下系统导航精度的变化,验证融合算法的有效性。（3）动基座下SINS/GNSS/CNS组合导航系统时间对准方法研究。首先采用高精度晶振降低SINS导航系统自身时钟输出误差和三次样条插值法补偿时间延迟误差,然后利用SINS导航系统硬件底层FPGA的中断锁存功能实现组合导航系统的时标统一和时间硬件对准,其次,通过三次样条插值和卡尔曼滤波算法相结合的方法解决了组合导航系统采样率不同引起的时间对准误差问题,最后研究了基于EKF滤波算法的不同设备开机时刻不一致引入的导航误差补偿方法。（4）动基座下SINS/GNSS/CNS组合导航系统空间对准方法研究。首先研究了各导航系统坐标系的统一。其次建立了SINS/GNSS/CNS组合导航系统的杆臂误差和星敏感器安装误差角的模型,并将UKF算法和EKF算法分别应用在两个误差的实时估计和补偿中,最后通过仿真分析验证了杆臂误差和安装误差角对组合导航系统精度的影响。（5）组合导航系统时空对准算法的实验验证。搭建SINS/GNSS/CNS组合导航系统的动态车载实验平台,针对补偿前和补偿后的时间对准算法和空间对准算法的补偿效果进行跑车试验,通过匀速直线、圆周、加速和减速四种不同类型的载车运动验证组合导航系统时空对准的重要性,同时验证了本文研究的时空对准算法的有效性。
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