摘要：各种复杂多样的导航任务出现导致了导航系统难以提供准确的定位信息，比如车辆在高层建筑、城市及山间隧道、地下停车场等复杂的地理环境下行驶，导航信息或多或少都会出现一定的偏差。若而仅使一种导航系统，比如卫星导航（GPS），当有障碍物影响到卫星信号的传播时，就会容易发生卫星信号不连续或者信号丢失的情况；又或是惯性导航（INS），系统产生的定位误差会随着时间推移而增加，以至于定位误差超过允许范围，致使导航信息偏差较大。为了避免这类情况的发生，组合导航系统就随之衍生，其中在各类的组合导航中，GPS/惯性组合导航互补性最强，且最符合车载精度和可靠性的要求。GPS/惯性组合导航是通过采用两种导航系统对相同来源的导航信息进行有机整合，其中依靠卡尔曼滤波器对系统定位的误差预期估计和修正。本设计通过使用软件进行组合导航仿真，根据仿真结果发现经过滤波修正后的导航组合信息系统误差大大减小，精确度也比单一系统高。

关键词：导航系统；组合导航；GPS导航；惯性导航；卡尔曼滤波；

目录

摘要

Abstract

1 绪言-1

1.1 课题研究的背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-2

1.3 论文组织结构与相关工作-2

2 导航系统原理-4

2.1 惯性导航系统-4

2.1.1 惯性导航的工作原理及组成-4

2.1.2 惯性系统的误差来源-5

2.2 GPS导航系统-6

2.2.1 GPS导航的组成-6

2.2.2 GPS的工作原理-7

2.2.3 GPS导航的误差来源-8

2.3 本章小结-9

3 卡尔曼滤波-10

3.1 卡尔曼滤波器的组合方法-10

3.2 卡尔曼滤波基本原理-11

3.3 本章小结-12

4 组合导航系统-11

4.1 四元素算法-11

4.2 组合系统状态方程及量测方程-14

4.3 系统设计方案-15

4.4 设计仿真结果及分析-16

4.5 本章小结-19

结    论-20

参 考 文 献-21

致    谢-23