一、基于DSP的捷联惯导系统设计（论文文献综述）
黄奕程[1]（2020）在《光纤陀螺捷联惯导关键技术研究》文中研究说明近年来,随着惯性导航技术的发展,光纤陀螺捷联惯导以其强大的泛用性受到了惯性导航领域专家与学者们的广泛关注。本文以光纤陀螺捷联惯导为背景,对捷联惯导从制作到应用的关键技术展开了深入的研究。论文主要内容包括以下几个方面:第一,完成了一种通用型光纤陀螺捷联惯导方案的设计。根据光纤陀螺与石英挠性加速度计的工作原理与接口特性,以“DSP+FPGA”作为导航计算机主板,分析了传统的DSP单核驱动架构,基于当前方案在运算效率分配与实时性上的不足,提出了一种双核驱动架构。定义了捷联惯导工作的常用坐标系,调研了导航解算基本方程,分析并选用了合适的导航算法,将其移植进入了导航计算机主板,完成了捷联惯导原理样机的搭建。第二,对捷联惯导标定技术进行了研究。调研了传统的分立式标定与系统级标定方法,分析了其各有的优势与缺点。基于现有标定方法的不足,提出了一种基于模观测与重力矢量观测的新型标定方法,该方法对误差激励分析较为容易,标定路径易于工程实现,解决了转台不精确或者无转台情况下的标定问题。对新方法进行了仿真验证,并利用光纤陀螺捷联惯导进行了三轴转台测试,证实了该方法的有效性与优越性。第三,对捷联惯导初始对准技术进行了研究。简介了传统的解析粗对准与精对准方案与经典的基于多矢量定姿QUEST算法的对准方案。针对构建惯性系参考矢量需要精确纬度信息的问题,对无纬度信息条件下的对准进行了详细的研究,推导了一种平滑的纬度求解方案。针对无纬度信息条件下的对准,研究了基于矢量操作的对准算法,针对该方法中地轴矢量解算不够精确的问题,提出了一种基于梯度下降的求解方案,通过了仿真与实验证明,该方法优于传统的解算方案。论文的研究成果具有一定的工程实用价值与理论指导意义。
杨文强[2]（2020）在《基于FPGA与PC/104的导航计算机系统设计》文中研究指明捷联式惯性导航系统用导航计算机是一种兼具数据采集、导航解算与用户交互的计算机系统。该系统可采集陀螺仪、加速度计以及外部辅助导航系统、传感器的信息,进行导航解算并对外输出导航信息。本文设计了一套基于FPGA与PC/104的导航计算机系统,主要工作如下:1.调研了导航计算机的应用背景和现有设计方案,针对应用需求制定了FPGA与PC/104组合的系统架构,选择了合适的芯片方案。2.在数据采集端,选择ZYNQ系列MZ7XA7020核心板作为数据采集单元,在所选核心板的FPGA端进行开发,具体设计了解析异步串行数据与脉冲计数的IP核以接收陀螺仪、GPS的串行数据与加速度计脉冲量,并使用双口RAM进行FPGA与PC/104的数据通信,同时在所选核心板的ARM上运行μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系统,对FPGA采集到的数据进行校验与同步。3.在PC/104端,以操作系统Vx Works作为软件平台,通过多任务机制实现了报文解析、导航解算、组合滤波与导航结果输出;实现了惯性导航解算、粗对准、精对准以及零速修正等捷联式惯性导航系统算法模块设计;模拟应用系统,实现了网络通讯模块设计。4.试验结果表明,系统可实现稳定的数据采集与导航解算;实验室大理石平台条件下的测试结果表明本系统数据采集稳定可靠,导航解算结果表明本导航计算机的性能满足纯惯性解算与信息融合的运算需求。
李维刚[3]（2020）在《MEMS惯性测量单元全参数标定方法研究》文中研究表明MEMS惯性测量单元（MEMS-IMU）凭借其低成本、小尺寸、易于批量生产的优势成为现阶段小型捷联惯性导航系统和航姿测量系统的核心信息源,在军事领域和民用领域都发挥着日趋重要的作用。随着微机电产业和制造工艺的进步发展,MEMS惯性测量单元有着取代其他各种中低精度IMU的趋势。然而,与其他各型号惯性测量单元相似,MEMS惯性测量单元同样面临着周期性标定的问题,甚至对低精度的MEMS-IMU而言,依据其误差参数补偿测量精度有着更加重要的实际意义,是提升其使用性能不可或缺的手段。本文针对现有的MEMS惯性测量单元对全误差参数进行误差分析和标定补偿的研究。本文从确定性误差和随机误差两个方面开展了MEMS惯性测量单元的误差特性分析,研究了各项误差的产生机理以及辨识方法。首先对三项确定性误差设计了正反速率实验和静态多位置实验进行标定;又对随机噪声采用Allan方差方法进行分析,估计出了五项随机噪声。并针对测试转台精度制约着器件标定效率以及标定流程过于繁琐的缺陷,研究了系统级标定理论对MEMS惯性测量单元标定及补偿方法,提出一种基于卡尔曼滤波的主子惯组匹配标定算法,在传统的系统级标定方法基础上引进高精度主惯组的数据作为基准量,将卡尔曼滤波器降阶至12维的同时又添加了陀螺仪g值有关一次项误差的标定。在一定程度上加快了滤波器的收敛速度,缩短了标定时间。文章最后通过基于低精度三轴转台的实验对比了分立式和系统级两种标定方法的IMU补偿结果,通过对照实验可以证明:对于低精度转台而言,文中提出的基于卡尔曼滤波的主子惯组匹配标定方法标定精度更高,时间更短,补偿效果更好,可以满足中低精度惯性测量单元的实际标定需求。
杜方[4]（2020）在《陆用捷联惯性导航计算机设计与对准技术研究》文中认为在现代化地面战争中,对于装甲车为主的陆用车辆,为了提升其作战能力,使其拥有灵活的机动性能以及精确的打击能力,这就需要以高精度的陆用惯性导航系统为基础,实时地为运载体提供姿态、速度和位置等信息。因此,陆用装甲车辆对高精度的惯导系统有重大需求。本文以陆用惯性导航系统实际应用需求为背景,针对导航计算机软硬件平台搭建和初始对准的相关算法进行研究,这两部分的研究内容将对陆用车辆的机动性以及其协同作战能力产生至关重要的作用。导航计算机作为捷联惯导的控制运算中枢,其合理的设计对导航系统的精度及稳定性有着举足轻重的作用。对于中高精度惯导设备,为保证其精度,需要导航计算机对加速度计、陀螺仪的输出量有较高的采样能力,保持数据采集的同步性;同时,还要兼顾导航计算机的解算性能及通讯接口的扩展性。针对上述要求,本文提出了基于DSP、FPGA和ARM的三核架构导航计算机系统。其中,在硬件方面包括多核架构的最小系统设计,外围的采样电路、电源系统、通信电路等的电路设计;在软件方面针对各个处理器的特性及开发环境进行程序编写,包括基于Verilog硬件描述语言的FPGA端数据采样程序、基于C语言的DSP端数据解算程序和ARM端接口扩展程序。从而完成数据采集、解算及对外通讯导航计算机系统设计。在算法方面主要针对捷联惯导的初始对准进行研究。文中以陆用车载捷联惯导系统为研究对象,将其分成静基座环境和动基座环境分别进行研究。首先完成捷联惯导基本方程和误差方程的推导,对IMU进行建模分析并完成分立式标定,对确定性误差进行补偿。接着设计捷联惯导系统的对准过程,针对静基座条件下,应用多矢量定姿的原理进行解析式粗对准和一步修正粗对准得到粗对准结果;应用卡尔曼滤波进行失准角的估计完成精对准过程;针对晃动基座条件下,模拟晃动环境的载体运动状态及IMU数据,应用凝固法完成粗对准,应用卡尔曼滤波求理想惯性系与计算惯性系失准角的方式完成精对准;并针对上述方法展开原理性研究和仿真验证。最后进行了导航计算机和初始对准的相关实验。对导航计算机进行信号采样和输出,证明其性能基本满足系统需求,且采样精度较为良好。对惯性器件进行分立式标定实验并进行误差补偿后,进行转台晃动基座初始对准实验和车载静止初始对准实验。实验结果表明系统可以达到较好的初始对准精度,大致满足工程应用的需求。
张鹏程[5]（2020）在《SINS/DVL/USBL水下组合导航系统的设计与验证》文中指出随着对海洋探索范围的增大,对水下导航系统的精度、抗干扰能力等提出了越来越高的要求。捷联惯性导航系统由于其自主性高、实时性好等优点被广泛应用在水下导航领域,但惯性导航系统存在着误差随时间积累的缺点;加之在水下环境之中无线电信号衰减严重的特点,多采用惯导与多普勒和声学导航定位设备相组合的方式进行导航。本文以水下航行器的高精度导航定位为实际应用背景,提出一种SINS/DVL/USBL组合导航方案,完成了对组合导航系统实验平台的搭建,在对各个子系统的原理及误差分析的基础上设计了组合导航系统的信息融合方案,最后通过试验验证了本文中设计的组合导航系统能够满足水下航行器的实际应用需求。论文中主要内容如下:（1）总体设计:在明确系统组成与功能、提出系统总体设计指标的基础之上,对组合导航系统的主要器件进行了选型;利用相应的软件设计了系统的总体机械结构;在DSP+FPGA架构之上建立了信息处理与解算的硬件平台;完成了信息采集、解算、通信等功能在软件功能上的实现。（2）原理及误差分析:在明确导航常用坐标系的前提之下,对SINS、DVL、USBL的基本原理进行了分析;并在此基础之上,建立了相对应的误差模型;对SINS系统中的IMU进行了标定补偿和随机误差参数辨识。（3）滤波器设计:介绍了组合导航的优势和Kalman滤波的基本原理;推导建立了SINS/DVL/USBL组合系统的状态方程和观测方程;在联邦滤波的框架之下,采用无重启结构进行了组合导航系统的滤波器设计。（4）实验验证:设计进行了相应的静态实验及动态试验。实验结果表明:组合导航系统的导航精度满足设计指标,且系统运行稳定可靠,初始对准过程中组合导航系统的航向精度优于0.1 sec L（L为当地纬度）,姿态精度优于0.02°。以GPS定位为基准,系统的水下定位精度优于航程的0.35%。
罗徐龙[6]（2020）在《车载定位定向导航计算机系统设计》文中进行了进一步梳理导航计算机作为惯性导航设备的数据处理和运算核心,在整个惯性导航系统中起着非常重要的作用。随着惯性导航理论和相关技术的成熟和发展,同时随着半导体芯片技术的迅猛发展,导航计算机不仅要求能够高速实时的接收和处理各种导航信息,还对系统的精度、体积、功耗、环境适应性等均提出了高要求。针对上述需求和车载定位定向的应用环境,本文提出了基于FPGA和DSP双CPU架构的导航计算机系统的设计和实现,主要内容有:（1）对比分析惯性导航系统导航计算机研究发展现状,得出导航计算机硬件平台的研究方向、研究成果和需要改进的地方,确定本文主要解决的问题是:设计基于FPGA和DSP双CPU架构的高速导航计算机硬件平台,并优化平台的体积、功耗和通用性;（2）对捷联惯导系统的原理进行研究分析,确定组合定位定向系统的框架,并进一步分析本导航计算机的功能需求和性能需求,针对需求分析,得出本设计的总体框架,并对核心处理芯片进行选型分析;（3）分别详细介绍了本导航计算机系统的硬件平台设计和相关的驱动软件设计,主要包括FPGA和DSP最小系统设计、电源模块设计、存储模块设计、通信模块设计等,分别对个模块的设计思想和设计结果进行了分析介绍;（4）对本系统中的IMU进行误差标定补偿,并对加速度计数据采集电路的输出温度特性进行了研究和补偿,采用基于零偏和刻度系数温度补偿的方法,减小了采集电路的温度漂移误差。经验证,采集电路的零偏误差减小了两个量级,最大减小了96.3%,最小减小了88.7%;刻度系数误差减小了一个量级,最大减小了99.7%,最小减小了97%。补偿验证结果表明,该方法很好的补偿了加速度计采集电路的输出温度零偏误差和刻度系数误差,具有模型简单、操作方便、补偿效果较好的优点,具有一定的工程应用价值;（5）根据导航计算机软硬件的设计,完成导航计算机硬件平台的实现,并进行综合测试。测试结果表明,主板尺寸为84mm×67mm,实现了小型化设计;功耗小于1W,满足低功耗设计的需求;长时工作性能稳定,数据采集精度高,达到了设计要求。
李嘉晶[7]（2020）在《基于单轴光纤陀螺的车载组合导航系统研究》文中指出双天线GPS导航系统能够提供陆上车辆导航所需的速度、位置和航向角信息,但由于GPS信号输出频率低,并且易受干扰,尤其是在车辆转弯时,很难保证车辆航向角信息的精度,而光纤陀螺捷联惯导系统具有体积小、灵敏度高、输出频率高等众多优点,能够在较短的时间内保持一定的姿态角精度,但对于陆上车载导航光纤陀螺成本较高,因此本文提出一种基于单轴光纤陀螺的低成本的简化惯导系统（简称RISS）设计方案,利用设计的简化惯导系统和双天线GPS导航系统进行组合,提高导航信息的输出频率的同时保证系统输出的航向角信息精度小于0.5?,并基于TMS320C6713DSP芯片实现双天线GPS/RISS组合导航系统的硬件和软件设计。主要研究内容如下:首先对国内外简化惯导系统设计方案进行调研,并详细分析了两种简化惯导系统的工作原理,在此基础上结合实验室现有条件,利用单轴光纤陀螺仪、低成本倾角传感器和加速度计设计了一种新的简化惯导系统,对其工作原理进行详细分析并建立力学编排方程,对影响简化惯导系统导航性能的因素进行详细分析并推导其导航误差模型,研究了GPS系统的组成和定位原理,对比分析伪距定位法和载波相位定位法,并推导基于载波相位法的双天线GPS航向角求解方程。然后研究卡尔曼滤波原理,对比分析直接法滤波和间接法滤波的优缺点,构建基于间接法的双天线GPS/RISS松组合滤波算法模型,并设计轨迹发生器生成轨迹参数进行组合导航算法的仿真研究,仿真结果表明双天线GPS/RISS组合导航系统的航向角精度满足设计要求。其次进行基于DSP+FPGA的组合导航系统的硬件实现和相关软件程序编写,详细介绍了硬件系统的组成及其各部分主要功能,在DSP专用开发环境CCS3.3中设计组合导航系统的控制程序和导航解算程序。最后设计跑车实验,先对双天线GPS的定向精度和安装误差进行检查,再进行跑车试验,实验结果证明设计的导航算法的正确性,双天线GPS在1米基线时,组合导航系统的航向精度可达到0.3?。
王刚[8]（2020）在《MEMS-INS的双轴旋转调制技术研究与实现》文中提出随着MEMS惯性器件精度的不断提升和旋转调制技术的逐渐成熟,基于旋转调制技术的MEMS惯性导航系统已经广泛应用到各个领域。基于MEMS的惯性导航系统多采用单轴旋转调制方案,由于该方案只能抑制与旋转轴垂直方向的惯性器件偏差,无法抑制旋转轴方向的器件偏差。因此,其对载体导航精度提升能力较为有限。为了设计更高精度的旋转MEMS惯导系统,本文首先对MEMS惯性器件相对载体系和地理系下的调制技术进行研究,分别分析了在上述两种不同参考坐标系下载体角运动对系统导航精度的影响。仿真实验表明,当转位方案相同时,MEMS惯性器件相对地理系下进行旋转调制对误差的抑制效果优于相对载体下进行旋转调制。针对相对地理系下单轴旋转调制导航系统误差仍相对较大的问题,提出了一种相对地理系下的MEMS双轴旋转调制方案,在该方案的基础上,对MEMS陀螺仪输出误差模型进行建模,并对该方案产生的误差累积进行分析,提出了一种最优转停时间分配方法。最后将本文方案与文献[42]中方案进行对比,仿真结果表明,本文设计的方案对惯性器件的误差抑制效果全面优于文献中方案。为了实际验证所提出的双轴旋转调制方案的有效性,对双轴旋转MEMS惯导系统软硬件平台进行了设计。首先,基于OMAPL138处理器完成了系统的外围电路原理图设计,主要包括电源模块、抗干扰SPI通信模块等。改良后的抗干扰SPI通信模块解决了SPI总线通信只适用于板卡级别的短距离通信的问题,有效地拓展了SPI通信的使用范围。其次,基于原理图完成了系统PCB板的层叠设计和布局布线设计,并完成PCB制板。最后,基于加工完毕的系统板完成了嵌入式软件环境搭建、MEMS惯性器件数据采集程序设计、转位机构控制程序设计、双核数据交换程序设计。为了对所提出的双轴旋转调制方案和最优转停时间分配方法进行测试,搭建了双轴旋转MEMS惯导系统原理样机,并完成了整个系统的硬件和软件功能测试。利用该原理样机和三轴转台分别开展了半物理仿真实验和三轴转台实验,实验结果表明,本文设计的方案与文献[42]中方案相比,系统的姿态角RMS指标降低了40%以上,速度RMS指标降低了60%以上,经纬度RMS指标降低了45%以上。本文提出的相对地理系下基于MEMS的双轴旋转方案和最优转停时间分配方法可以明显提高双轴旋转MEMS惯导系统的导航性能。
温哲君[9]（2020）在《基于SINS的组合导航技术研究》文中研究说明组合导航技术根据信息融合理论,采用最优估计算法将各个导航系统进行组合,解决单一导航源的不足,达到优势互补目的,现已成为复杂环境下定位导航的重要手段,其中SINS/GNSS组合导航应用最为广泛。本文针对信息融合的核心,即导航传感器可靠性、数学模型建立及滤波估计算法三个方面,以基于SINS的组合导航系统为研究对象通过搭建相关软件仿真平台展开研究,主要内容包括:（1）针对光纤陀螺静态随机噪声,本文研究通过时间序列的建模补偿方法,并与惯性导航初始对准相结合,通过采集实际陀螺数据进行离线仿真试验,验证陀螺随机噪声的方差可有效降低,初始对准过程中减小姿态角误差波动,提升对准性能;（2）在基于速度、位置的组合导航算法基础上,设计了一种完备的容错组合导航算法,导航过程中检测传感器和系统的可靠性,对可能出现的多种异常状况给出处理应对措施。其中,对于丢星给出一种运动学约束方法,对于保证计算实时性给出一种两步卡尔曼滤波方法,对于滤波发散根据新息推导自适应因子进行调节,通过仿真试验与常规方法比较验证算法的合理性;（3）推导了基于伪距、伪距率的非线性组合导航系统模型,对几种非线性算法展开对比分析,包括EKF、UKF和UPF。为了克服导航过程中系统自身摄动和外界噪声的干扰,结合抗差M估计与强跟踪思想设计了一种抗差强跟踪UKF算法,对观测噪声进行筛选调节,并构造渐消因子作用于状态一步预测协方差,动态调整滤波中对于先验信息和观测量的选取,通过仿真试验进行不同算法的对比验证;（4）基于搭建的硬件平台对组合导航系统进行半物理仿真试验和全实物跑车试验,设计系统验证方案,并对试验结果进行处理对比分析,验证算法的有效性和系统实际导航性能。论文在常规线性、非线性组合导航的基础上设计了相关的改进算法,通过搭建仿真平台进行仿真试验,验证了不同模拟环境下所述算法的性能。最后利用嵌入式软硬件技术,完成组合导航系统的设计和实物测试,结果表明导航精度符合预期,性能良好。
于波涛[10]（2020）在《火箭一子级精准落点低成本导航系统研究》文中认为近年来,随着世界各国运载火箭发射呈现高强度、高密度的态势,“如何降低发射成本、火箭残骸的落区控制”等问题越来越受人们关注,而一子级导航系统的设计正是实现精准落区控制的“关键一环”。针对一子级可用空间有限,回收过程中温变剧烈、电磁环境复杂等制约条件,目前传统的导航系统无法满足需求。因此,在保证导航精度的情况下,研发低成本、高可靠性的导航系统十分必要。本文以某型运载火箭一子级回收组合导航系统的研制为背景,以降低成本、保证组合导航系统的精度与可靠性为设计目标,从以下几个方面对导航系统的设计进行研究:（1）由于选用MIMU/GNSS组合导航方式以降低研制成本,因此研究了“三合一”组合导航单元中MIMU误差模型的标定与补偿算法,以减小因MEMS器件测量而引入导航系统的解算误差,并通过试验验证了补偿算法的有效性。同时,对基于地理系下的惯性导航解算与卡尔曼滤波器的设计进行详述。（2）针对于一子级飞行环境对导航系统硬件平台的设计需求,给出了导航飞控计算机整体架构的设计方案,对电路中的各个主要模块做了详细介绍,并结合在调试阶段发现的问题,给出电路设计时的注意事项。（3）为了保证导航飞控计算机能够在强电磁干扰的环境下正常进行导航与控制命令的解算,完成与舵机间的远距离数据交互,并保障火箭起飞与分离信号检测的可靠性,从传导抗扰度与辐射抗扰度两个方面对导航飞控计算机的电磁抗扰特性进行了研究。（4）通过进行飞控计算机的工作性能验证试验、高低温环境试验与跑车试验,验证了本文所设计的一子级组合导航系统的工作性能与精度满足要求。
二、基于DSP的捷联惯导系统设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于DSP的捷联惯导系统设计（论文提纲范文）
（1）光纤陀螺捷联惯导关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤陀螺捷联惯导发展现状 |
| 1.3 光纤陀螺捷联惯导关键技术 |
| 1.3.1 光纤陀螺捷联惯导工程设计与实现 |
| 1.3.2 捷联惯导标定技术 |
| 1.3.3 捷联惯导初始对准技术 |
| 1.4 论文工作内容与安排 |
| 2 光纤陀螺捷联惯导设计与实现 |
| 2.1 捷联惯导硬件方案设计 |
| 2.1.1 惯性器件 |
| 2.1.2 导航计算机主板 |
| 2.1.3 系统电源 |
| 2.2 导航计算机架构方案设计 |
| 2.2.1 DSP单核驱动的架构方案 |
| 2.2.2 双核驱动的架构方案 |
| 2.3 捷联惯导导航算法 |
| 2.3.1 捷联惯导常用坐标系定义 |
| 2.3.2 导航解算基本方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 捷联惯导标定技术 |
| 3.1 捷联惯导误差模型 |
| 3.2 传统标定方案 |
| 3.2.1 分立式标定 |
| 3.2.2 卡尔曼滤波与系统级标定 |
| 3.3 基于模观测与重力矢量观测标定方法 |
| 3.3.1 静态多位置模观测标定方法 |
| 3.3.2 重力矢量观测标定方法 |
| 3.3.3 标定路径流程设计 |
| 3.4 仿真与三轴转台实验 |
| 3.4.1 仿真验证 |
| 3.4.2 三轴转台实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 捷联惯导初始对准技术 |
| 4.1 传统对准方案 |
| 4.1.1 解析粗对准 |
| 4.1.2 精对准 |
| 4.1.3 仿真验证 |
| 4.2 基于多矢量定姿算法的对准 |
| 4.2.1 凝固惯性系的对准基本方案 |
| 4.2.2 无纬度条件下的对准算法 |
| 4.2.3 仿真验证 |
| 4.3 基于矢量操作的对准 |
| 4.3.1 基本算法描述 |
| 4.3.2 小波滤波与观测矢量重构去噪 |
| 4.3.3 基于梯度下降的地轴矢量解算算法 |
| 4.3.4 仿真与三轴转台实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 论文后续展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（2）基于FPGA与PC/104的导航计算机系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与需求分析 |
| 1.2 导航计算机的发展现状 |
| 1.3 嵌入式实时操作系统在导航系统中的应用 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 第二章 系统总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 需求分析 |
| 2.2.1 功能需求 |
| 2.2.2 性能需求 |
| 2.3 总体架构设计 |
| 2.3.1 数据采集模块 |
| 2.3.2 导航解算模块 |
| 2.4 器件选型 |
| 2.4.1 FPGA选型 |
| 2.4.2 PC/104 选型 |
| 2.5 软件开发环境 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于FPGA的数据采集系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 总体设计 |
| 3.2.1 AXI总线简介 |
| 3.2.2 FPGA顶层设计 |
| 3.3 串口数据解析IP核 |
| 3.3.1 异步串行通讯标准 |
| 3.3.2 异步串行数据解析IP核设计 |
| 3.4 加表脉冲计数IP核 |
| 3.4.1 I/F变换简介 |
| 3.4.2 脉冲计数IP核设计 |
| 3.5 双口RAM IP核 |
| 3.5.1 双口RAM介绍 |
| 3.5.2 Vivado中双口RAM的使用 |
| 3.6 PC/104 接口IP核 |
| 3.6.1 接口信号介绍 |
| 3.6.2 功能实现 |
| 3.7 基于μC/OS-Ⅲ的数据整合系统 |
| 3.7.1 μC/OS-Ⅲ操作系统简介 |
| 3.7.2 功能设计与应用软件开发 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于PC/104 的导航解算系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Vx Works移植与开发 |
| 4.2.1 启动过程分析 |
| 4.2.2 BSP配置 |
| 4.2.3 开发环境搭建 |
| 4.2.4 应用软件开发 |
| 4.3 捷联导航算法设计 |
| 4.3.1 预备知识 |
| 4.3.2 纯惯性解算过程 |
| 4.3.3 误差传播方程 |
| 4.4 零速修正算法设计 |
| 4.4.1 卡尔曼滤波 |
| 4.4.2 零速修正模型 |
| 4.5 初始对准算法设计 |
| 4.5.1 粗对准 |
| 4.5.2 精对准 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据采集稳定性测试 |
| 5.3 导航解算精度测试 |
| 5.3.1 IMU选型 |
| 5.3.2 静基座纯惯性精度测试 |
| 5.3.3 零速修正测试 |
| 5.4 精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（3）MEMS惯性测量单元全参数标定方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 MIMU国内外现状 |
| 1.3.1 MIMU国内外发展现状分析 |
| 1.3.2 测试标定技术国内外发展现状分析 |
| 1.4 主要研究内容及论文结构安排 |
| 2 MIMU误差分析与误差模型建立 |
| 2.1 MIMU误差特性分析 |
| 2.2 MIMU确定性误差 |
| 2.2.1 MIMU误差建模 |
| 2.2.2 MEMS惯性测量单元分立标定实验 |
| 2.3 MIMU随机误差 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 捷联惯导系统数据解算与误差补偿 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 捷联惯性导航系统坐标系 |
| 3.3 惯性导航基本原理 |
| 3.4 MIMU噪声预处理方法 |
| 3.5 姿态解算 |
| 3.6 速度更新算法 |
| 3.7 位置更新算法 |
| 3.7.1 位置矩阵与经纬度的关系 |
| 3.7.2 位置矩阵的确定 |
| 3.8 基于DSP的双路导航解算系统 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 主子惯组匹配标定算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 捷联惯导系统误差模型 |
| 4.2.1 器件误差模型 |
| 4.2.2 姿态误差方程 |
| 4.2.3 速度误差方程 |
| 4.2.4 位置误差方程 |
| 4.3 主子惯组匹配标定算法原理 |
| 4.4 卡尔曼滤波器构建 |
| 4.4.1 系统状态方程 |
| 4.4.2 系统观测方程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 MIMU标定实验与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 标定设备与实验条件 |
| 5.3 分立式标定实验 |
| 5.3.1 分立式标定实验流程 |
| 5.3.2 分立式标定实验结果 |
| 5.4 系统级标定实验结果 |
| 5.5 误差补偿与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）陆用捷联惯性导航计算机设计与对准技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 相关技术的发展现状 |
| 1.2.1 陆用惯性导航系统的发展现状 |
| 1.2.2 导航计算机的发展现状 |
| 1.2.3 初始对准的发展现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构安排 |
| 第2章 导航计算机硬件设计 |
| 2.1 系统指标及总体构成 |
| 2.1.1 功能需求 |
| 2.1.2 性能需求 |
| 2.1.3 系统构成 |
| 2.2 多处理器的最小系统设计 |
| 2.2.1 芯片选型 |
| 2.2.2 时钟电路设计 |
| 2.2.3 下载调试电路 |
| 2.2.4 启动与复位电路 |
| 2.3 系统电源设计 |
| 2.3.1 防反接电路 |
| 2.3.2 降压电路 |
| 2.3.3 隔离电路 |
| 2.4 信号采集电路设计 |
| 2.4.1 陀螺信号采集 |
| 2.4.2 加速度信号采集 |
| 2.4.3 GPS信号采集 |
| 2.5 通信电路设计 |
| 2.5.1 FPGA与 DSP通信 |
| 2.5.2 DSP与 ARM通信 |
| 2.5.3 ARM对外部通信 |
| 2.6 系统PCB设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 导航计算机软件设计 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 FPGA软件系统设计 |
| 3.2.1 陀螺与GPS串口采样 |
| 3.2.2 加速度脉冲采样 |
| 3.2.3 跨时域数据缓存与读取 |
| 3.2.4 时钟与复位 |
| 3.3 DSP软件系统设计 |
| 3.3.1 BOOT启动流程 |
| 3.3.2 SYS/BIOS操作系统裁剪 |
| 3.3.3 系统初始化 |
| 3.3.4 EMIF接口配置 |
| 3.4 ARM软件系统设计 |
| 3.4.1 系统初始化 |
| 3.4.2 IDLE串口接收 |
| 3.4.3 接口扩展输出 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 捷联惯导的基本原理及误差分析 |
| 4.1 捷联惯导基本原理 |
| 4.2 捷联惯导系统方程 |
| 4.2.1 姿态更新方程 |
| 4.2.2 速度更新方程 |
| 4.2.3 位置更新方程 |
| 4.3 捷联惯导系统误差方程 |
| 4.3.1 姿态误差方程 |
| 4.3.2 速度误差方程 |
| 4.3.3 位置误差方程 |
| 4.3.4 系统误差方程 |
| 4.4 捷联惯导惯性器件误差 |
| 4.4.1 误差参数分类 |
| 4.4.2 惯性器件模型建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 初始对准技术研究 |
| 5.1 初始对准流程 |
| 5.2 静基座粗对准 |
| 5.2.1 解析式粗对准 |
| 5.2.2 修正粗对准 |
| 5.2.3 仿真分析 |
| 5.3 静基座精对准 |
| 5.3.1 卡尔曼滤波原理及基本方程 |
| 5.3.2 静基座对准卡尔曼滤波模型 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 动基座粗对准 |
| 5.4.1 凝固坐标系下粗对准 |
| 5.4.2 仿真分析 |
| 5.5 动基座精对准 |
| 5.5.1 惯性坐标系下精对准 |
| 5.5.2 仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 实验分析 |
| 6.1 导航计算机信号采集及输出功能验证 |
| 6.2 标定方案及实验 |
| 6.3 三轴转台摇摆对准实验 |
| 6.4 车载静止对准实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）SINS/DVL/USBL水下组合导航系统的设计与验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 SINS研究现状及发展趋势 |
| 1.2.2 DVL研究现状及发展趋势 |
| 1.2.3 USBL研究现状及发展趋势 |
| 1.2.4 水下组合导航的研究现状及趋势 |
| 1.3 论文主要内容与结构安排 |
| 第2章 SINS/DVL/USBL组合导航系统的总体设计 |
| 2.1 系统功能及构成 |
| 2.2 组合导航系统的设计指标 |
| 2.3 系统主要器件选型 |
| 2.3.1 光纤陀螺 |
| 2.3.2 加速度计 |
| 2.3.3 多普勒计程仪 |
| 2.3.4 超短基线 |
| 2.4 组合导航系统的总体设计 |
| 2.4.1 结构设计 |
| 2.4.2 硬件设计 |
| 2.4.3 软件设计 |
| 2.4.4 整体实验平台的搭建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 SINS/DVL/USBL基本原理与误差模型 |
| 3.1 常用坐标系及坐标变换 |
| 3.2 捷联惯性导航系统 |
| 3.2.1 捷联惯导的基本原理 |
| 3.2.2 捷联惯导的误差模型 |
| 3.3 IMU的误差分析及补偿 |
| 3.3.1 IMU的误差分类 |
| 3.3.2 IMU的误差模型 |
| 3.3.3 IMU标定与结果分析 |
| 3.3.4 IMU的 Allan方差分析 |
| 3.4 多普勒计程仪 |
| 3.4.1 多普勒计程仪的基本原理 |
| 3.4.2 多普勒计程仪的误差模型 |
| 3.5 超短基线定位系统 |
| 3.5.1 声学定位系统的组成及分类 |
| 3.5.2 超短基线定位系统的基本原理 |
| 3.5.3 超短基线定位方程的误差模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 SINS/DVL/USBL组合导航滤波器设计 |
| 4.1 组合导航基本原理 |
| 4.1.1 组合的优势及条件 |
| 4.1.2 卡尔曼滤波算法原理 |
| 4.2 组合导航滤波器设计 |
| 4.2.1 联邦卡尔曼滤波 |
| 4.2.2 SINS/DVL速度子滤波器设计 |
| 4.2.3 SINS/USBL位置子滤波器设计 |
| 4.2.4 主滤波器信息融合方法 |
| 4.3 组合滤波方案仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 组合导航系统的功能测试与精度验证 |
| 5.1 功能测试 |
| 5.1.1 电源功耗测试 |
| 5.1.2 惯性器件功能测试 |
| 5.1.3 接口测试 |
| 5.2 室内静态实验 |
| 5.2.1 单SINS系统静态实验 |
| 5.2.2 SINS/DVL导航系统静态实验 |
| 5.2.3 SINS/USBL导航系统静态实验 |
| 5.3 水下动态实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）车载定位定向导航计算机系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 车载定位定向系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 导航计算机系统发展现状 |
| 1.4 论文主要内容与结构安排 |
| 第2章 导航计算总体方案设计 |
| 2.1 捷联惯导系统基本原理 |
| 2.2 组合车载定位定向系统框架 |
| 2.3 导航计算机系统需求分析 |
| 2.3.1 功能需求 |
| 2.3.2 性能需求 |
| 2.4 导航计算机系统总体设计框架 |
| 2.5 核心处理芯片选型 |
| 2.5.1 FPGA选型 |
| 2.5.2 DSP选型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 导航计算机硬件设计 |
| 3.1 硬件总体方案设计 |
| 3.2 FPGA最小系统设计 |
| 3.2.1 复位电路设计 |
| 3.2.2 配置电路设计 |
| 3.3 DSP最小系统设计 |
| 3.3.1 复位和BOOT配置电路设计 |
| 3.3.2 外部存储电路设计 |
| 3.3.3 JTAG配置电路设计 |
| 3.4 FPGA与 DSP传输通道设计 |
| 3.5 FPGA和 DSP供电及上电时序控制电路设计 |
| 3.6 传感器信号采集电路设计 |
| 3.6.1 陀螺信号采集电路设计 |
| 3.6.2 加速度计信号采集电路设计 |
| 3.6.3 温度信号采集电路设计 |
| 3.6.4 里程计信号采集电路设计 |
| 3.6.5 高度计信号采集电路设计 |
| 3.7 对外通信接口电路设计 |
| 3.7.1 串行通信接口设计 |
| 3.7.2 CAN总线接口设计 |
| 3.8 时钟分配电路设计 |
| 3.9 系统PCB设计 |
| 3.9.1 PCB设计流程 |
| 3.9.2 PCB层叠结构设计 |
| 3.9.3 PCB布局布线设计 |
| 3.10 本章小结 |
| 第4章 导航计算机软件设计 |
| 4.1 软件总体方案设计 |
| 4.2 FPGA端程序设计 |
| 4.2.1 PLL时钟配置 |
| 4.2.2 传感器采样程序设计 |
| 4.2.3 UART串口程序设计 |
| 4.2.4 双口RAM数据缓存设计 |
| 4.2.5 FPGA端软件复位设计 |
| 4.3 DSP端程序设计 |
| 4.3.1 SYS/BIOS实时操作系统配置 |
| 4.3.2 GPIO中断程序设计 |
| 4.3.3 EMIFA接口程序设计 |
| 4.3.4 二次Bootloader程序设计 |
| 4.3.5 基于串口的应用程序在线更新设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 IMU数据采集与误差补偿方法 |
| 5.1 数据采集基本原理 |
| 5.1.1 A/D采样基本原理 |
| 5.1.2 A/D转换器的基本组成和原理 |
| 5.2 IMU数据采集流程 |
| 5.2.1 陀螺仪数据采集流程 |
| 5.2.2 加速度计数据采集流程 |
| 5.3 IMU常值误差及标定补偿 |
| 5.3.1 静态误差模型 |
| 5.3.2 IMU常值误差标定补偿 |
| 5.3.3 标定补偿结果验证 |
| 5.4 加速度计数据采集电路输出误差补偿 |
| 5.4.1 温度漂移误差建模方法 |
| 5.4.2 采集电路输出温度特性分析 |
| 5.4.3 补偿标定方案及实现 |
| 5.4.4 补偿模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 系统验证调试与结果分析 |
| 6.1 导航计算机硬件平台主要性能 |
| 6.2 硬件平台综合测试 |
| 6.2.1 硬件电路检查及注意事项 |
| 6.2.2 电源测试 |
| 6.2.3 FLASH读写功能测试 |
| 6.2.4 FPGA配置数据的固化 |
| 6.2.5 DSP程序的固化 |
| 6.2.6 串口通信功能测试 |
| 6.2.7 参数装订功能验证 |
| 6.3 静态数据采集及导航测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于单轴光纤陀螺的车载组合导航系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 简化惯导系统的国内外研究现状 |
| 1.3 双天线GPS的国内外研究现状 |
| 1.4 组合导航的国内外研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 双天线GPS/RISS导航系统研究 |
| 2.1 光纤陀螺原理 |
| 2.1.1 Sagnac效应 |
| 2.1.2 光纤陀螺 |
| 2.2 常用坐标系及坐标变换矩阵 |
| 2.2.1 常用坐标系 |
| 2.2.2 坐标系之间转换 |
| 2.2.3 关于地球的描述 |
| 2.3 两种传统简化惯导系统原理分析 |
| 2.4 基于单轴光纤陀螺的惯导系统设计和算法分析 |
| 2.4.1 基于单轴光纤陀螺的惯导系统设计 |
| 2.4.2 导航信息解算 |
| 2.4.3 导航解算误差类型及误差来源 |
| 2.4.4 系统误差模型 |
| 2.5 双天线GPS定位定向研究 |
| 2.5.1 GPS组成 |
| 2.5.2 GPS系统观测方程 |
| 2.5.3 双天线GPS定向方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 双天线GPS/RISS组合导航算法 |
| 3.1 卡尔曼滤波原理 |
| 3.2 卡尔曼滤波在组合导航中的应用方法 |
| 3.3 惯性/GPS组合模式 |
| 3.4 基于间接法的双天线GPS/RISS松组合算法 |
| 3.5 组合算法的仿真研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于DSP和 FPGA的组合导航系统实现 |
| 4.1 硬件系统 |
| 4.1.1 整体设计 |
| 4.1.2 传感器选择 |
| 4.1.3 数据接收与处理部分设计 |
| 4.2 软件设计 |
| 4.2.1 CCS集成开发环境 |
| 4.2.2 控制算法程序设计 |
| 4.2.3 中断服务程序设计 |
| 4.2.4 系统自启动程序设计 |
| 4.2.5 数据传输程序设计 |
| 4.2.6 导航算法程序设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 双天线GPS定向精度和安装误差检测 |
| 5.2 组合导航系统实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）MEMS-INS的双轴旋转调制技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 MEMS-RMINS的国内外研究现状 |
| 1.2.1 MEMS-IMU的研究现状 |
| 1.2.2 基于MEMS的旋转调制技术的发展现状 |
| 1.2.3 旋转调制关键技术研究现状 |
| 1.3 论文主要的工作内容及结构安排 |
| 第2章 相对载体系和地理系下的调制技术研究 |
| 2.1 MEMS-RMINS的误差传播方程和调制原理 |
| 2.1.1 MEMS-RMINS的误差传播方程 |
| 2.1.2 MEMS-RMINS的误差调制原理 |
| 2.2 相对载体系下旋转对系统导航性能的影响 |
| 2.2.1 载体角运动与旋转轴垂直情况 |
| 2.2.2 载体角运动与旋转轴同向情况 |
| 2.3 相对地理系下旋转对系统导航性能的影响 |
| 2.4 相对不同参考坐标系下旋转调制的仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 相对地理系下的双轴旋转方案与转停时间研究 |
| 3.1 双轴旋转调制技术 |
| 3.1.1 双轴旋转调制方案 |
| 3.1.2 双轴转停方案中陀螺常值偏差调制原理 |
| 3.2 误差特性分析与转停时间分配 |
| 3.2.1 标度因数误差调制 |
| 3.2.2 安装误差调制 |
| 3.2.3 转停时间分配方法 |
| 3.3 双轴转位方案与最优转停时间实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 双轴MEMS-RMINS软硬件平台设计 |
| 4.1 硬件系统总体设计分析 |
| 4.1.1 系统功能分析 |
| 4.1.2 核心处理器选择 |
| 4.2 系统硬件平台设计 |
| 4.2.1 系统硬件框架 |
| 4.2.2 外围电路设计 |
| 4.2.3 系统PCB板设计 |
| 4.3 系统软件平台设计 |
| 4.3.1 嵌入式软件平台搭建 |
| 4.3.2 数据采集程序设计 |
| 4.3.3 转位机构控制程序设计 |
| 4.3.4 双核数据交换功能实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 MEMS-RMINS原理样机实现与算法验证 |
| 5.1 系统原理样机的实现 |
| 5.1.1 原理样机整体框架 |
| 5.1.2 原理样机关键模块选型 |
| 5.2 系统基本功能测试 |
| 5.2.1 硬件功能测试 |
| 5.2.2 软件功能测试 |
| 5.3 双轴旋转调制算法验证 |
| 5.3.1 原理样机半物理仿真实验 |
| 5.3.2 三轴转台实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于SINS的组合导航技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 导航系统发展及研究现状 |
| 1.2.1 惯性导航系统 |
| 1.2.2 卫星导航系统 |
| 1.2.3 组合导航系统 |
| 1.3 组合导航信息融合算法研究现状 |
| 1.3.1 卡尔曼滤波算法及发展 |
| 1.3.2 自适应滤波算法 |
| 1.4 本文主要研究内容及安排 |
| 2 捷联惯性导航系统基本原理 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 地球模型及常用参数 |
| 2.3 常用坐标系及转换关系 |
| 2.3.1 常用坐标系介绍 |
| 2.3.2 坐标系转换关系 |
| 2.4 捷联惯性导航系统解算方法 |
| 2.4.1 姿态解算 |
| 2.4.2 速度解算 |
| 2.4.3 位置解算 |
| 2.5 捷联惯性导航系统误差传播模型 |
| 2.5.1 姿态误差传播模型 |
| 2.5.2 速度误差传播模型 |
| 2.5.3 位置误差传播模型 |
| 2.5.4 惯性器件误差传播模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 光纤陀螺随机噪声滤波与惯性导航初始对准 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 光纤陀螺数据预先处理 |
| 3.2.1 光纤陀螺数据采集 |
| 3.2.2 异点去除 |
| 3.2.3 常值分量去除 |
| 3.2.4 趋势项去除 |
| 3.3 光纤陀螺数据统计性检验 |
| 3.3.1 平稳性检验 |
| 3.3.2 正态性检验 |
| 3.3.3 零均值检验 |
| 3.4 随机噪声模型建立与滤波 |
| 3.4.1 模型选择 |
| 3.4.2 阶次和参数识别 |
| 3.4.3 随机噪声的卡尔曼滤波 |
| 3.5 捷联惯性导航初始对准 |
| 3.5.1 粗对准 |
| 3.5.2 基于卡尔曼滤波的精对准 |
| 3.6 考虑陀螺随机噪声的初始对准 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 SINS/GNSS组合导航容错算法研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 速度/位置组合导航系统模型 |
| 4.2.1 系统状态方程 |
| 4.2.2 系统观测方程 |
| 4.2.3 系统方程离散化 |
| 4.3 卡尔曼滤波器设计 |
| 4.3.1 卡尔曼滤波基本原理 |
| 4.3.2 误差校正方法 |
| 4.4 组合导航系统可靠性分析 |
| 4.4.1 惯组数据有效性检验及处理 |
| 4.4.2 GNSS数据有效性检验 |
| 4.4.3 GNSS数据异常及丢星策略 |
| 4.4.4 滤波状态判断 |
| 4.4.5 组合导航实时性研究 |
| 4.5 组合导航时空误差补偿 |
| 4.5.1 时间误差补偿 |
| 4.5.2 空间误差补偿 |
| 4.6 自适应卡尔曼滤波 |
| 4.6.1 自适应因子构造 |
| 4.6.2 算法流程 |
| 4.7 仿真试验及结果分析 |
| 4.7.1 仿真环境设计 |
| 4.7.2 仿真试验一 |
| 4.7.3 仿真试验二 |
| 4.7.4 仿真试验三 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 SINS/GNSS组合导航非线性算法研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 伪距/伪距率组合导航非线性系统模型 |
| 5.2.1 系统状态方程 |
| 5.2.2 系统观测方程 |
| 5.3 非线性滤波算法 |
| 5.3.1 扩展卡尔曼滤波EKF |
| 5.3.2 无迹卡尔曼滤波UKF |
| 5.3.3 粒子滤波PF |
| 5.3.4 无迹卡尔曼粒子滤波UPF |
| 5.3.5 UPF的改进算法 |
| 5.4 抗差强跟踪UKF滤波算法 |
| 5.4.1 M估计与等价权函数 |
| 5.4.2 强跟踪滤波 |
| 5.4.3 故障检测 |
| 5.4.4 算法流程 |
| 5.5 仿真试验及结果分析 |
| 5.5.1 仿真试验一 |
| 5.5.2 仿真试验二 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 组合导航系统设计与测试 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 组合导航系统硬件设计 |
| 6.2.1 导航计算机硬件介绍 |
| 6.2.2 处理器介绍 |
| 6.2.3 系统各设备介绍 |
| 6.3 组合导航系统软件设计 |
| 6.3.1 软件总体方案 |
| 6.3.2 初值计算模块 |
| 6.3.3 惯导解算模块 |
| 6.3.4 组合导航模块 |
| 6.4 半物理仿真试验 |
| 6.4.1 试验方案概述 |
| 6.4.2 试验结果分析 |
| 6.5 跑车试验 |
| 6.5.1 试验方案概述 |
| 6.5.2 试验结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）火箭一子级精准落点低成本导航系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 课题背景与选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 MIMU/GNSS组合导航 |
| 1.2.2 导航飞控计算机 |
| 1.3 主要研究内容与结构安排 |
| 2 惯性导航基本理论介绍 |
| 2.1 地球模型 |
| 2.2 坐标系及相互间的转换关系 |
| 2.2.1 惯性导航常用坐标系介绍 |
| 2.2.2 坐标系之间的转换关系 |
| 2.3 四元数法更新姿态 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 一子级组合导航算法设计 |
| 3.1 一子级飞行时序分析 |
| 3.2 一子级组合导航算法总体架构设计 |
| 3.3 一子级惯性传感单元误差模型研究 |
| 3.3.1 MIMU误差模型的标定与补偿算法设计 |
| 3.3.2 标定与补偿试验结果分析 |
| 3.4 一子级惯性导航算法设计 |
| 3.4.1 初始对准方法 |
| 3.4.2 捷联惯性导航姿态、速度、位置更新算法 |
| 3.4.3 MEMS捷联惯导系统的误差方程 |
| 3.5 一子级组合导航算法设计 |
| 3.5.1 组合方式的选用 |
| 3.5.2 离散Kalman滤波方程 |
| 3.5.3 卡尔曼滤波器的设计 |
| 3.6 本章小节 |
| 4 一子级导航飞控计算机设计 |
| 4.1 一子级导航飞控计算机设计目标 |
| 4.2 一子级导航飞控计算机整体架构设计 |
| 4.3 一子级导航飞控计算机硬件电路设计 |
| 4.3.1 电源系统设计 |
| 4.3.2 复位电路设计 |
| 4.3.3 时钟系统设计 |
| 4.3.4 仿真接口设计 |
| 4.3.5 BOOT启动电路设计 |
| 4.3.6 程序存储与片外运行电路设计 |
| 4.3.7 通信电路设计 |
| 4.4 一子级导航飞控计算机电磁抗扰度设计 |
| 4.4.1 传导抗扰度设计 |
| 4.4.2 辐射抗扰度设计 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 一子级组合导航系统功能验证 |
| 5.1 飞控计算机工作性能试验与高低温试验 |
| 5.1.1 串口数据传输试验 |
| 5.1.2 起飞与分离信号检测试验 |
| 5.1.3 硬件平台计算裕度试验 |
| 5.1.4 高低温试验 |
| 5.2 组合导航算法跑车试验 |
| 5.3 本章小节 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的论文情况 |
四、基于DSP的捷联惯导系统设计（论文参考文献）
- [1]光纤陀螺捷联惯导关键技术研究[D]. 黄奕程. 浙江大学, 2020(02)
- [2]基于FPGA与PC/104的导航计算机系统设计[D]. 杨文强. 东南大学, 2020(01)
- [3]MEMS惯性测量单元全参数标定方法研究[D]. 李维刚. 中北大学, 2020(11)
- [4]陆用捷联惯性导航计算机设计与对准技术研究[D]. 杜方. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]SINS/DVL/USBL水下组合导航系统的设计与验证[D]. 张鹏程. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [6]车载定位定向导航计算机系统设计[D]. 罗徐龙. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [7]基于单轴光纤陀螺的车载组合导航系统研究[D]. 李嘉晶. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [8]MEMS-INS的双轴旋转调制技术研究与实现[D]. 王刚. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [9]基于SINS的组合导航技术研究[D]. 温哲君. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]火箭一子级精准落点低成本导航系统研究[D]. 于波涛. 南京理工大学, 2020(01)