《GPS/PLs/INS高精度組合導航及自主完備性監測模型研究》是依託中國礦業大學，由王堅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：GPS/PLs/INS高精度組合導航及自主完備性監測模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王堅
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
課題研究GPS/PLs/INS高精度組合導航及自主完備性監測模型，主要包括：(1)研究偽衛星系統誤差及其在組合導航模型中的傳遞規律；（2）基於小波理論與經驗模態分解理論研究IMU與GPS觀測數據的噪聲特性及其表達，研究組合系統的誤差動態消除模型；（3）IMU觀測數據輔助GPS/PLs的周跳 與粗差動態處理及整周模糊度線上求解模型,重點研究緊組合情況下的處理模型；（4）最佳化系統組合模式，發展基於支持向量機（SVM）、神經網路等現代模型的高精度組合導航參數估計模型，研究數值穩定高效的KALMAN粒子濾波器；（5）建立基於支持向量機/KALMAN的故障探測-診斷-修復模型，構造抗差動態導航模型，通過蒙特卡羅模擬和故障樹分析發展系統可靠性模型，建立系統自主完備性監測體系；（6）通過研究精度、準確度及可靠度因子，提出複雜空間偽衛星布設方案最佳化理論及模型。
結題摘要
（1）建成了系統的GPS/PLs/INS組合導航定位實驗平台：建立GPS/PLS/INS組合導航及完備性監測的軟硬體試驗平台，自製GPS/INS，GPS/PLS，GPS/PLS/INS多種組合導航試驗系統，用於採集實際數據，併購置SPAN-CPT GPS/INS組合定位系統用於試驗對比。開發多路徑、電離層、對流層等誤差模型，研發GNSS自主完備性監測模擬與實驗軟體，GPS/PLS/INS定位模擬與實驗軟體系統。 （2）建立了IMU原始觀測數據的誤差模型：系統建立組合導航與定位的誤差消弱模型。建立天線相位中心誤差的改正模型，研發GNSS相位誤差改正軟體。 （3）建立INS隨機誤差削弱模型，提高組合定位模型：提出了基於低通濾波器消除INS原始數據中的高頻隨機誤差，提高GPS/INS組合導航精度的套用模型。建立了基於自適應濾波的SVM組合定位模型，實驗數據表明模型優於傳統模型，開發了軟體系統。 （4）提出基於EMD-WAVELET的GPS/INS組合導航技術：採集新南威爾斯大學校園內的實測數據，進行融合試驗。結果表明，利用EMD-WAVELET濾波後的INS自主導航解要優於濾波前。開發了軟體系統。 （5）建立了基於支持向量機的組合導航濾波器發散抑制模型：提出了利用SVM內插GPS信號消除組合導航濾波器發散的模型。結果表明：GPS信號中斷時間過長導致組合導航系統濾波發散的情況下，通過SVM內插GPS數據提高GPS更新頻率，可以有效地抑制濾波發散，提高導航的準確性與收斂速度。 （6）建立了GPS/PLs/INS導航自主完備性監測模型：針對單粗差，多粗差及緩慢增長三類誤差，建立抗差EKF的GNSS及GNSS/INS緊組合算法模型。分析表明，抗差EKF可以將三類粗差抑制在相應觀測值的殘差中，達到消弱其對狀態參數估計的影響。 （7）偽衛星最優布設分析模型：針對GNSS/PLs組合系統的PLs最佳化布設問題，構建了基於方位角、高度角及觀測曆元的多指標評價體系的四維模型。結果表明，PDOP、內可靠性、耗資等多因素約束的綜合定權可有效協調各個指標為選擇最優系統提供可靠依據。
