开题报告题目名称INS/GPS组合导航软件平台设计与开发题目来源B题目类型2导师姓名王磊学生姓名李建亮班级学号0901012215专业机械设计制造及其自动化一．课题背景和意义惯性导航系统(INS)通过加速度计实时测量载体运动的加速度，经积分运算得到载体的实时速度和位置信息，是一种完全自主的导航系统,具有不依赖外界信息、隐蔽性好、抗辐射性强、全天候等优点,是机载设备中能提供多种导航参数的重要导航设备。惯性导航系统一般由惯性传感器模块、导航解算模块、电路系统、电源模块、滤波模块和外壳等部分组成。但它的定位误差随时间而积累,长时间工作后会产生大的误差,使得惯性导航系统不宜作远距离导航。全球定位系统(GPS)继惯性导航以后导航技术的又一大进展，其由空间卫星、地面监控设施以及用户接收机三部分组成。具有较高的导航精度,但是该系统不能提供如载体姿态等导航参数,且在载体上使用时,由于载体的机动运动,常使接收机不易捕获和跟踪卫星的载波信号,甚至对已跟踪的信号失锁。因此为了克服惯性导航与全球定位系统的缺点,多根据INS和GPS的导航功能互补的特点,以适当的方法将两者组合来提高系统的整体导航精度及导航性能以及空中对准和再对准的能力GPS接收机在惯导位置和速度信息的辅助下,也将改善捕获、跟踪和再捕获的能力,并在卫星分布条件差或可见星少的情况下导航精度不致下降过大。由于优点显著,GPS/INS组合系统被一致认为是载体最理想的组合导航系统。国内外研究现状鉴于各种单一的各种导航系统有这样那样的缺点，上世纪70年代，现代组合导航系统在航海、航空与航天等领域随着现代高科技的发展应运而生。随着电子计算机技术特别是微机技术的迅猛发展和现代控制系统理论的进步，组合导航技术开始迅猛发展起来。过去单独使用的各种导航设备，通过微型电子计算机有机的组合到一起，发展各自的特点、扬长避短，组合导航成为目前导航技术发展的重要方向之一。从上个世纪80年代开始，英、美、法等国的军方和民用部门开始了对GPS/INS组合导航平台的研究。80年代后期欧美各国在MSVisualStudioC++6.0仿真软件平台上，实现了INS/GPS组合导航的解算，同时在Windows2000操作界面上实现了曲线和数据的同步显示。[6]近年来我国各大高校采用VisualC++6.0编程，在Windows操作系统下实现了人机界面和直观的数据显示。该平台将组合导航的理论方案与导航设备相结合，可以进行室内试验系统的调试和研究，还可以提供直观的界面显示、数据图表等。[9]课题主要内容系统的程序开发包括对微惯性传感器/组件的实时采集、曲线绘制、显示和存储。组合导航平台可以实现MEMSIMU和GPS等姿态、位置、速度等解算结果的数据显示，曲线显示，数据存储等功能。课题研究方案1.捷联惯导系统的工作原理；2.推导捷联惯导系统姿态、位置、速度更新计算，采用Matlab/Vb编程测试；3.构建INS/GPS导航系统界面；4.完成对组合导航系统的实时采集、曲线的绘制、显示和存储程序编制；5.针对不同导航任务要求，编制系统测试界面与后台运行程序。五．日程安排1.2013第1周查阅相关资料，完成开题报告；2.2013第2-5周熟悉捷联惯导系统的原理，熟悉VisualBasic语言；捷联惯导系统姿态、位置、速度更新公式推导，完成Matlab/Vb程序测试；3.2013第6-9周构建INS/GPS导航系统界面，完成对导航系统解算结果的实时采集、曲线的绘制、显示和存储程序编制；4.2013第10-12周测试系统编制程序；5.2012第13-16周翻译资料，写论文，准备答辩进度安排。参考文献[1]惯性器件与惯性导航系统邓志红付梦印张继伟主编科学出版社[2]卫星导航系统概论边少锋李文魁主编电子工业出版社[3]DaiidELewis.Ulira-tightlycoupledom/INStrackingperformance.AIAA.s3rdAnnua.lDenver,CoLorado,2003[4]BeserJ,Alex,Caner.Alow-costguidance/navigationunitintegratingASAASM-BasedGPSandMEMSIMUinADeeplyCoupledMe.IONGPS2002,Portland,Oregon,2002[5]安东,郑锷,任思聪.一种新型深组合GPS/INS系统的设计与性能仿真研究.中国惯性技术学报,1995[6]AlionsK,Brown.TestresultofaGPS/INSusingalowcostMEMSIMU.Proceedingsof11thAnnualSaintPetersburgIntern