摘要：近年来，由于无人驾驶、航空航天、航海等应用场景的广泛需求，导航定位技术开始向高精确度、高稳定性及较低成本等方向发展。尤其在无人驾驶、新型武器装备领域中，导航的精度与可靠性直接决定了任务的安全性。同时运用单一导航定位技术的系统并不能保证其服务区域可以包含不同的异构环境，也很难提供可靠的定位数据，所以导航定位技术逐步发展成为融合多种不同系统的组合系统，通过吸收这些系统各自的优点来实现高效率、高精度的导航定位。

本课题充分考虑GNSS空间误差、电离层误差、对流层误差、接收时钟误差、卫星轨道误差、测量噪声误差、时钟偏移、时钟漂移等多种因素，将GNSS与MEMS惯性传感器用紧耦合的方式进行融合，再通过速度、位置以及姿态方程，建立观测模型，并通过卡尔曼滤波进行数据融合。

仿真结果表明，采用GNSS与INS耦合方式，所得到的结果比单独使用GNSS或INS得到的结果更为精确、可靠。

关键词：全球定位系统、惯性导航系统、数据融合、卡尔曼滤波

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1课题研究背景和意义-1

1.2组合导航发展研究现状-2

1.3研究内容-2

1.4论文结构-3

1.5本章小结-3

第二章 仿真器件介绍及可行性分析-4

2.1引言-4

2.2 .惯性导航器件-4

2.3 Matlab-4

2.4可行性分析-5

2.4.1 技术可行性-5

2.4.2 经济可行性-5

2.4.3 操作可行性-6

2.5本章小结-6

第三章 GNSS/INS组合导航定位系统-7

3.1GNSS导航定位系统-7

3.1.1 GNSS定位方法-7

3.1.2 GNSS定位误差-9

3.2惯性导航定位系统-12

3.2.1 惯性导航定位方法-12

3.2.2 惯性导航定位误差-13

3.3本章小结-14

第四章 紧组合导航系统滤波模型-15

4.1卡尔曼滤波-15

4.1.1 状态转移矩阵-15

4.1.2 观测矩阵-15

4.1.3 算法步骤-16

4.2本章小结-17

第五章 多传感器融合的辆自主导航仿真整体设计方案-18

5.1引言-18

5.2GNSS／MEMS-IMU紧组合导航系统原理-18

5.3系统的硬件构成-19

5.3.1 系统数据的需求分析-19

5.3.2 系统硬件的模块组成-19

5.4系统的软件构成-19

5.5仿真结果分析-19

5.6本章小结-24

第六章 总结与展望-25

6.1总结-25

6.2展望-25

参考文献-26

致  谢-28