航位推算法在导航定位中的仿真研究

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1、南京理工大学机械工程学院研究生研究型课程考试答卷课程名称：导航定位技术考试形式：□专题研究报告□论文√大作业□综合考试考试题目：航位推算法在导航定位中仿真研究学生姓名：张涛学号：114101000147序号分项类别分值1论文格式2原理介绍3坐标变换4仿真图5字数6数据分析78总分评阅人：张爱军时间：2015年6月15日1航位推算法在导航定位中仿真研究（张涛114101000147）摘要：随着社会信息化的不断发展，导航定位技术的日益改进，其中的航位推算法已经用于各种领域。文中实验利用GPS接收器与电子罗盘进

2、行DR航位推算能够准确对航位进行实时检测监控，并对这种基于电子罗盘模拟DR航位推算进行实验仿真研究，然后利用DR算法以及相应的坐标转换算法对数据进行处理，本文利用MATLAB软件模拟了经过坐标变换后的定位图，并对误差进行了分析。关键词：GPS，DR算法，电子罗盘，定位一、引言在车辆定位、导航中,由于高架、隧道、立交桥、停车库等原因，天空的可见视野经常被阻挡或是由于城市大建筑物反射卫星信号导致严重的多径效应，结果使得车辆无法获得准确定位信息；在山区、丛林地带也存在同样问题；为了解决这个问题，在车辆上加装车辆

3、角度的变化和速度变化的测量装置，通过航位推算法来自主确定车辆的位置；同时根据卫星信号良好接收时的定位数据、电子地图及位置固定的信标机信号来校准车辆位置和运动方向，来消除航位推算法累计误差,这就是组合定位技术；组合定位技术的应用能在复杂的环境中提供连续、准确、有效的定位数据。目前，对于陆用车辆定位来说，较常用的定位方式有利用全球定位系统（GobalPositionSystem,GPS）和航位推算（DeadReckoning,DR）两种。GPS定位具有全球地面连续覆盖、定位精度高和抗干扰能力强等诸多优点，用户

4、只需要利用GPS接收机就可以方便的得到车辆的三维位置、速度和时间等信息。但当车辆行使在市区高层建筑物、隧道等特殊区域时，会造成GPS卫星信号的质量下降，甚至中断；造成定位误差增大和定位的不连续。DR定位是一种完全自助式的定位方法，其原理主要是利用航向传感器和距离传感器实时检测车辆的航向角和位移，从而推算出车辆的位置信息，具有短时间定位精度高、自主行强等特点。由DR的定位原理可知，DR的推算过程其实是一个信息累加的过程。随着时间的推移，航向传感器和位置传感器的测量误差会使定位误差不断累积加大。因此，2需选用

5、高精度的DR传感器来提高测量精度。但是，这必然会提升定位系统的成本，而成本问题是目前影响定位系统普及和发展的一个主要问题。因此，选用低成本的DR传感器，充分利用GPS和DR两种定位方式优势，相互补充校正的GPS/DR组合定位方式成为一种必然的选择。二、GPS模块GPS系统之所以可以导航，是因为它可以在1575.42MHz这个频段上接收来自太空中导航卫星的信号，在没有遮挡的开阔地上，根据经纬度、海拔和时间不同(即星历不同)，最多可以同时收到8～12颗卫星的GPS信号。而在日常生活的都市中则只能同时接收到3到

6、7颗卫星信号。接下来的事情就很简单了，当能够同时接收到来自3颗以上卫星的GPS信号时，GPS接收机就可以确定经纬度坐标(ddd.mm.ss,度.分.秒)。结合电子地图，您就可以知道自己身处何方了。如果能接收到4颗以上卫星的GPS信号，GPS接收机可以测算出海拔高度。当能够接收5～7颗星，误差范围一般可以控制在6.2m以内。GPS定位信息一般每秒钟更新一次，通过计算单位时间内GPS定位坐标的变化，GPS就可以计算运动速度了。本文使用GPS模块主要是为了获得一个初始点BLH坐标，综合考虑各种因素选用了JAVA

7、D公司推出的产品JGG100GPS接收板卡。JGG100具有两个中央处理器，均是基于JAVAD公司独创的JNSCORE®芯片技术。其中一个处理器用来计算大量、高速输出的定位数据和原始数据，另一个处理器用来作为用户接口处理。JGG100具有非常小的体积，类似JAVADJGG20，完全可以被集成在狭小的空间里。这种接收板预计能够被一些高端用户所看好，以前很多用户提出需要高速出率的接收机，但寻遍整个市场，无人能够提供。这之前的JAVAD的产品最高更新率是20次/秒。技术指标：*尺寸：88x57x15mm3*工作

8、温度：-30℃-+75℃*储存温度：-40℃-+85℃*电压：6.5-40VDC*功耗：0.8W(典型值)跟踪性能：*50通道，GPSL1，WAAS/EGNOS,INMARSAT，GLONASSS*具有共同跟踪环专利技术*引入多径抑制的独特算法*可跟踪强度低达+30dB*Hz的信号*高达30g'S的动态性能数据特性：*定位数据和原始数据的输出速率最大可达100Hz*具有多基站RTCM输入/输出功能*10cm的码相位和0.1mm