GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法研究的開題報告

GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法研究的開題報告1.研究背景與意義隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，航空航天、海洋探測等領(lǐng)域?qū)Ω呔葘?dǎo)航的需求越來越高。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)已經(jīng)成為了實現(xiàn)高精度導(dǎo)航的主要手段之一，然而在某些情況下，GNSS存在著一定的局限性，如高緯度地區(qū)、城市峽谷和密集的建筑物等地方的信號遮擋、多徑效應(yīng)、信號干擾等問題會導(dǎo)致GNSS的導(dǎo)航精度大幅下降，并且GNSS是一種基于無線電信號的定位技術(shù)，安全性和可靠性也存在一定挑戰(zhàn)。因此，組合導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)運而生。組合導(dǎo)航技術(shù)是指基于多種傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理，從而實現(xiàn)高精度的導(dǎo)航。其中GPS和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(InertialNavigationSystem,INS)的組合被廣泛應(yīng)用。這種組合方式可以彌補GPS在信號質(zhì)量差的情況下導(dǎo)航精度下降的問題，并且INS可以提供位置、速度和姿態(tài)等基本信息，對實現(xiàn)高精度導(dǎo)航有很大幫助。GPSINS組合導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空、航海、軍事和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域，然而在實際應(yīng)用中，GPSINS組合導(dǎo)航存在著導(dǎo)航精度下降、漂移累積等問題，而濾波算法可以有效解決這些問題。因此，本文將針對GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法進(jìn)行研究，旨在提高GPSINS組合導(dǎo)航的精度和可靠性，實現(xiàn)更為準(zhǔn)確的導(dǎo)航。2.研究內(nèi)容與方法2.1研究內(nèi)容(1)GPSINS組合導(dǎo)航原理和算法研究首先，需要對GPS和INS的原理和算法進(jìn)行研究，分析其特點和優(yōu)缺點，進(jìn)而明確GPSINS組合導(dǎo)航的基本原理和算法。(2)GPSINS組合導(dǎo)航中常用濾波算法分析然后，需對GPSINS組合導(dǎo)航中常用的濾波算法進(jìn)行分析，包括卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波、粒子濾波等，探究各種算法的原理、優(yōu)點和不足之處，為后續(xù)算法研究提供理論基礎(chǔ)。(3)GPSINS組合導(dǎo)航中基于非線性濾波的算法研究最后，將對GPSINS組合導(dǎo)航中基于非線性濾波的算法進(jìn)行研究，探究其基本原理和適用范圍，并通過實驗驗證和比較，分析其優(yōu)缺點。2.2研究方法(1)文獻(xiàn)調(diào)研法通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，歸納總結(jié)GPS和INS的原理、GPSINS組合導(dǎo)航技術(shù)的基本原理和算法，并對GPSINS組合導(dǎo)航中常用的濾波算法進(jìn)行分析總結(jié)。(2)數(shù)學(xué)建模法對GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，包括建立系統(tǒng)動態(tài)方程、狀態(tài)方程、測量方程等，為算法研究提供理論支持。(3)算法仿真和實驗驗證法利用MATLAB等工具，對GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法進(jìn)行模擬仿真，對其性能進(jìn)行評估和分析，同時進(jìn)行實驗驗證，比較不同算法的優(yōu)缺點。3.研究計劃時間節(jié)點研究任務(wù)第一年前3個月GPS和INS技術(shù)原理研究3-6個月GPSINS組合導(dǎo)航技術(shù)原理研究6-9個月GPSINS組合導(dǎo)航濾波算法分析9-12個月GPSINS組合導(dǎo)航濾波算法模型建立第二年前3個月GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法研究3-6個月GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法仿真6-9個月GPSINS組合導(dǎo)航非線性濾波算法實驗驗證9-12個月論文撰寫和答辯準(zhǔn)備4.預(yù)期成果(1)掌握GPS、INS和GPSINS組合導(dǎo)航技術(shù)的原理和算法。(2)分析總結(jié)GPSINS組合導(dǎo)航中常用的濾波算法，包括卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波和粒子濾波等，及其優(yōu)缺點。(3)建立GPSINS組合導(dǎo)航的非線性濾波算法模型，通過仿真和實驗驗證，分析不同算法