基于ARM的GPSSINS组合导航系统设计.pdf

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1、基于ARM的GPS／SINS组合导航系统设计吴正明(常州轻工职业技术学院，江苏常州213164)DesignofGPS／SINSIntegratedNavigationSystemBasedonARMWUZheng—ming(ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology，Changzhou213164，China)摘要：采用ARM92OT内核的S3C241OX处理很难降低设备成本。GPS／SINS组合导航系统，它器为电路核心，融入GPS／SINS组合导航系统算利用GPS的长期稳定性和较高的精度来补偿SINS法，并通

2、过实验数据对比，进一步说明以ARM为核的误差随时间增大的缺点，同时利用SINS短期高心的组合导航系统实现了系统的基本功能，可满足精度来弥补GPS接收机在受到干扰或在定位盲区组合导航系统小型化、高精度和实时性的要求。时丢失信号等缺点。本文就GPs／sINs组合导航关键词：ARM；GPS；SINS；组合导航系统算法原理及硬件进行设计。中图分类号：V241．621GPS／SINS组合导航系统算法设计文献标识码：A文章编号：1001—2257(20¨)02—0053一O31．1GPS／SINS组合导航系统的状态方程Abstract：Thedesignusesthe

3、processornamed为了提高Kalman滤波的精度，组合导航系统S3C2410X。whosekernelisARM920T，asthecore常采用问接法，取SINS输出的导航参数的误差作ofthehardwarecircuit．WithGPS／SINSintegrated为组合导航的状态量，因此SINS的误差方程就是navigationsystem，andbycomparingtheexperi—组合导航系统状态方程的主要组成部分。在本文mentaldata，ARMasthecoreoftheintegrated中，组合导航系统采用东一北一天坐标

4、系，以位置／速navigationsystemcanachievethebasicfunctions度组合模式进行组合，并采用开环校正的方式对惯ofthesystemandcanmeettherequirementsfor导系统进行校正。卡尔曼滤波器估计值的主要部分theminiaturization。high—precisionandreal—time是导航参数误差估值△，然后用△去校正惯导oftheintegratednavigationsystem．．系统SINS的导航参数。设为GPS经纬度误差Keywords：ARM；GPS；SINS；combin

5、atorial反相关时间常数；为GPS速度误差反相关时间常navigation数；训舡，叫，硼，为激励马尔科夫过程的白噪声。SINS／GPS组合导航系统的状态方程为¨3]：X1()一Fl(￡)X1(￡)十Gl(t)W1(￡)(1)0引言X1一EaL，6，aVE，V-~，E，～，u，e，e，￡k，全球卫星定位系统(GPS)是以空间卫星为基础E，￡，e，，。，Lg，(g，E，的无线电导航与定位系统，能为全球用户提供精确、的位置速度和时间修正；但独立的GPS通常不能实F1一diag{F1，F)，G1一diag{G，×4}现快速连续高精度地导航l1]。而独立的捷联

6、惯性导Fg—diag一8gp一8诤一8一8＼wl—diag{W，Wg}航系统(SINS)由于存在无限制的位置误差，使得它Wg—diag{硼越叫叫叫}不能长时间地完成高精度的连续导航任务_2]。1．2GPS／SINS组合导航系统的测量方程因此要使导航系统性能得到提高，仅靠提高单一导航系统的精度，不仅在技术上很难实现，同时也采用位置、速度组合的SINS／GPS组合导航系统的量测值包含位置量测差值和速度量测差值。位收稿日期：2010—10—26置量测差值是由SINS给出的位置信息(经度、纬度《机械与电子}2011(2)·53ARM的GPS／SINS和高度信息)与

7、GPS接收机计算出的相应的位置信息求差；速度量测差值是由SINS给出的速度信息x]。由于x服从正态分布N(肚，)，经过变换与GPS接收机给出的相应的速度信息求差]。一垒二丝后，服从标准正态分布N(0，1)。多元设L，，，肼，M分别为SINS输出的纬度、经度和东、北向速度；L，，，V分别为SINS真正随机向量z经过下面的变换后就成为标准正态分的纬度、经度、东向速度和北向速度；8L，，，，，布的随机向量。，分别为SINS纬度、经度误差和东向、北向速度误差，则SINS的位置与速度的量测信息可表示为：[[]一VE+3VEt]A—diagE1一，1，1，⋯，1]【，

8、一[l，2，,u3，⋯，]设L，，V，№分别为GPS输出的纬度、经