Kalman立滤波方程组SINS/GPS组合导航系统仿真(6)
(1)快速定位:北斗导航系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度与GPS相当;
(2)简短通信:用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信，一次可传送多达120个汉字的信息;
(3)精密授时:北斗导航系统具有单向和双向两种授时功能。根据不同的精度要求，利用授时终端，完成与北斗导航系统之间的时间和频率同步，精度达20纳秒。
北斗导航定位系统应用有五大优势:
1. 它同时具备定位与通讯功能，不需要其他通讯系统支持。而GPS只能定位;
2. 覆盖范围大，没有通讯盲区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区，不仅可为中国)也可为周边国家服务;
3. 特别适合于集团用户大范围监控管理和数据采集用户数据传输应用;
4. 融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源，因此也可利用GPS使之应用更加丰富;
5. 自主系统，安全、可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。
1.4 本文主要研究内容和工作安排
论文对SINS和GPS分别进行了分析研究，首先讨论了导航系统的发展概况，其次，研究了捷联惯导系统的工作原理，并对捷联惯导系统的误差进行了分析。在对SINS/GPS组合导航进行了深入研究的基础上，并应用Kalman滤波建立滤波方程组，对SINS/GPS组合导航系统精度进行了仿真。通过对仿真环境和仿真曲线结果的分析，证实了组合导航系统的合理性，证实了滤波的有效性。本文的主要内容安排如下:
本论文共分五章，各章的主要内容如下:
第一章介绍了课题研究的背景和意义、信息融合、国内外的研究现状，以及论文的主要研究内容和章节安排。
第二章是理论基础，介绍了相关的理论知识，研究了捷联惯导系统的基本原理，讨论了捷联惯导的力学编排和捷联惯导系统误差方程，并对捷联惯导系统的误差作了比较详细的分析。然后，介绍了GPS的系统组成、GPS导航定位的原理，较深入的分析了GPS系统的各种误差以及误差对GPS、导航定位的影响，为后面对组合导航的分析奠定了重要的基础。
第三章介绍了信息融合技术，对常规卡尔曼滤波理论作了系统的阐述，推导了离散系统的常规卡尔曼滤波方程，将卡尔曼滤波应用到组合导航算法中。
第四章针对组合导航系统，应用常规Kalman对仿真结果进行对比分析。
文章最后是结束语，总结了全文的工作。
1.5 本章小结
本章首先讲述了惯性导航系统SINS和全球定位系统GPS的优缺点，提出本文研究组合导航的背景和意义;接着论述了导航、导航系统的概念，介绍了当前的几种主要的导航系统，了解为什么将SINS和GPS进行组合，建立SINS/GPS组合导航系统;然后介绍了国内外组合导航系统的发展现状，着重介绍了中国的北斗导航系统;最后讲述了论文的主要研究内容和主要工作。
2. GPS/SINS组合导航系统理论基础
在进行组合导航系统设计之前，首先需对捷联惯性导航系统、GPS卫星导航系统有清晰的认识。捷联式惯导系统的最大特点是没有实体平台，直接将惯导安装在机动载体上。在计算机中适时的计算姿态矩阵，通过姿态矩阵把导航加速度计测量的载体沿机体坐标系轴向的加速度信息变换到导航坐标系，然后进行导航计算。同时，从姿态矩阵的元素中提取姿态和航向信息[14,15]。
对GPS卫星导航系统，存在着空间卫星误差、接收机误差和外界条件误差等，这些误差的存在影响着GPS的导航精度。如何克服这些误差，进行有效的误差补偿，直接关系到组合导航系统的精度。
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