基于arm的小型无人机sinsgps组合导航系统的研究

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1、分类号：ＴＰ３９１单位代码：１０１９０／研究生学号：２０１２０４０１８…Ｓ…Ｓ…Ｓｉｆ密级：无矣本＇凌欠ｔ硕女学位论文基于ＡＲＭ的小型无人机ＳＩＮＳ／ＧＰＳ组合导航系统的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳＩｎｅｒａｔｅｄＮａｖｉａｔｉｏｎｏｆＩＮＳ／ＧＰＳｔｇｇＳｍａｌｌＵＡＶｓｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ研巧生姓名：尹新专业；信号与信息处理指导教师姓名：黄春梅指导教师职称：副教授２０巧年４月长春工业大学硕女学位论文摘要随着科技的发展，小型无人机的功能和种类越来越多，现在小型无人机已经广泛应

2、用于各个领域，它具有体积小、行动灵活，成本低等众多优势，吸引着全世界各个国家的人开始研发各种用途的无人机一个极为重要的组成部。导航系统是无人机的分，它直接决定着无人机的控制系统，因为无人机的控制姿态、位置、速度等参数都是由导航系统来提供的一，所Ｗ当今导航系统的研究也成为大热口趋势。本文所介绍的导航系统由捷联惯性导航系统（ＳＩＮＳ）和全球定位系统（ＧＰＳ）组成一。捷联惯性导航系统的缺陷在于该系统在比较短的段时间误差较小，系统使用时间越长，误差就越大。但是捷联惯性导航系统并不需要接收外界信号而进行自主导航，。在短时间内导航数据精确度较高而全球定位导航系统对外界条

3、件要求高，它需要接一旦处在有遮蔽物或者天气较差的环境下收卫星信号，ＧＰＳ接收机并不能接收到，而—卫星信号一旦能接收到足够的，而失去导航的功能。但ＧＰＳ大优点是精确度高，。有效信号，它可Ｗ２４小时不间断的提供精确的导航数据利用两种系统各自的优势，一来弥补对方的劣势，形成套ＧＰＳ／ＳＩＮＳ组合导航系统。这套系统将为无人机提供精确的姿态、位置、速度等信息，提高无人机的控制准确度和稳定性。本文主要研究的是基于ＡＲＭ的ＧＰＳ／ＳＩＮＳ组合导航，并将其主要应用于小型无人机上，其中，重点研究Ｗ下方面；首先，本文会介绍ＧＰＳ／ＳＩＮＳ组合导航的背景和意义，Ｗ及分析其

4、应用于小型无人机上的发展前景；而后，分析ＧＰＳ／Ｓ的Ｓ組合导航的基本原理，重点包括捷联惯性导航的姿态、速度、位置等的解算和误差分析及ＧＰＳ的定位算法；还有，分析设计甚于ＡＲＭ的数据处理模块、ＧＰＳ模块、ＳＩＮＳ模块、显示模块等各个硬件模块，并将其整合；再者，还分析设计组合导航系统的软件程序部分，及对滤波器的选择和仿真对比；接下来，还利用小型无人机搭载此导航系统进行飞行测试，观测并记录其导航系统的数据，分析不足的地方，提出改进方案；最后，总结全文。本文所设计的导航系统由于其体积小、重量轻、精度高等特点，适合小型无人机的搭载，达对小型无人机的探测、搜救、航拍

5、等有着重要的意文。关键词；捷联惯性导航系统组合导航ＡＲＭ卡尔曼滤波自适应滤波Ｉ松告Ｔｊｋ人学硕＾単位论义ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉ化ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ化ｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｆｔｍｃｔｉｏ打ａｌｉｔｙａｎｄｖａｒｉｅｔｙｏｆｓｍａｌｌＵＡＶｓｃａｍｅｏｕｔ，ｓｍａｌｌＵＡＶｓ打ｏｗｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉ打ｖａｒｉｏｕｓｆｉｅｌｄｓ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｓｍａｓｚｅｌｅｏｅｒａｉｏｎｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｍａｎｏ化ｅｒａｄｖａｎ１：ａｅｓｓｍａｌｌｓａｒｅｌｌｉ

6、ｆｌ的ｄｂｔｙｇＵＡＶ，ｐ，ａｔｔｒａｃｔｉｎｅｏｌｅｏｆｗｏｒｌｄｗｉｄｅｃｏｕｎｔｒｉｅｓｂｅａｎｔｏｄｅｖｅｌｏｕｎｍａｎｎｅｄａｉｒｃｒａｆｔｆｂｒｖａｒｉｏｕｓｇｐｐｇｐ＇ｐｕｒｏｓｅｓ．Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｅｘｔｅｍｅｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔａｒｔｏｆ化ｅＵＡＶ，ｗｈｉｃｈｄｉｒｅｃｔｌｐｐｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ１：ｈｅＵＡＶｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｂｅｃａｕｓｅ化ｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆ化ｅＵＡＶａｔｔｉＵｉｄｅ，ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｅｅｄａｎｄｏｔｔｔａｔｓｔｏｎｏ

7、ｗｎａｖｔ：ｈｅｒａｒａｍｅｅｒｓａｒｅｒｏｖｉｄｅｄｂｈｅ打ａｖｉｉｏｎｓｅｍｓｉａｉｏｎｐｐｐｙｇｙ，ｇｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｔｕｄｙｈａｓａｌｓｏｂｅｃｏｍｅａｏｕｌａｒｔｒｅｎｄ．ｐｐＴｈｅｓ化ａｄｏｗｎｉｎｅｒｔｉａｌｎａｖｉａｔｉｏｎｓｓ化ｍＳＩＮＳａｎｄｌｏｂａｌｏｓｉｔｉｏｎｉｎｓｓｔｅｍＧＰＳｐｇｙ（）ｇｐｇｙ（）ＣＯ打ｓｔｕｔｅｄＭａｖａｔｉｏｎｓｓｅｍｄｅ