北航惯性导航综合实验五实验报告Word格式文档下载.docx
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3移动实验车,按设计•实验路线行驶;
4利用监控计算机中得导航软件进行导航解算,并显示导航结果。
5.实验结果及分析
(一)理论推导捷联惯导短时段(1分钟)位置误差,并用I分钟惯导实验数据验证。
分钟惯导位置误差理论推导:
短时段内((v5min).忽略地球自转,运动轨迹近似为平而,此时得位置误差分析可简化为:
可得1min后得位置误差值
(1)纯惯导解算imin得位置及位置误差图:
121.365
121.36
K121.355
121.35
121.345
1000
2000
3000
0,01s
4000
5000
6000
北间位移谍S
东间位移谍S
(2)纯惯导解算Imin得速度及速度误差图:
vy
80
60
I40
20
纯tS导解算GPS理论真值
100020003000400050006000
0,0ls
实验结果分析:
纯惯导解算短时间内精度很高,imin得惯导解算得北向最大位移误差・2、668m•东向最大位移误差・8、23Im,可见实验数据所得位置误差与理论推导得位置误差在同一数量级,结果不完全相同就是因为理论推导时做了大量简化,而且实验时视GPS为真实值也会带来误差;
另外,可见Imin内纯惯导解算得东向速度最大误差一0、2754m/S,北向速度最大误差・0、08027m/s。
(二)选取IMU前5分钟数据进行对准实验。
将初始对准结果作为初值完成1小时捷联惯导与
组合导航解算,对比1小时捷联惯导与组合导航结果。
1、5minIMU数据得解析粗对准结果:
2、5minIMU数据得KaIman滤波精对准结果:
220
L
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i■_
r
■rf--•~
X:
2797e+04Y:
220
rrrr
:
■—
0.5
1
1.5O・cn秒俯仰角
2
25
3
X10°
一••一
I
一—■
-*♦
---
■--
・・二
1.5
O・cn秒權滚角
♦*—*■
・・
、——
*.
■
1.50・01秒
219.5
08
翅09
0.8
證0・6
0.4
xio^北何連《谍S
0・01秒XM
xw,东伺連S课S
xg北间SS谟S方S
S
23
00秒X曲
X10东间連S谟S方S
0・01秒
X10^
xio^北ra*准ft
xio"
北ra*准角方s3
2.5
g砂X10-
xio^东ra*准ft
0.01抄Xw
xio^天ra*准ft
05秒X10'
xio°
东ra*准角方s
5
•0
一一
3.2
EK3
♦.'
I
■5
・・
2.8
012
X1O°
天同*«
角方S
0.01抄
X10
0・<
n秒
3、一小时【MU/GPS数据得组合导航结果图及估计方差P阵图:
40・2
40
39.8
3・5
0.01S经S
117
116.5
116
10Q
50
-20
■20
-2
0・5
0.01S
IS度
1.52
O.OIS
^5__3«
合》2—■—GPS
3.5
•••A•
—」『5皿4Hjf•/、
as
1.522.5
北向iSfi
jy
1.5225
天向iSS
•2
_3运合滤波
GPS
300
航间ft
200
100
4
0.01s
陆仰角
墳滚A
P麻购《澳羞
X1C
3,5
Pf9«
Dft溪S
0.01S
P横滚角澳S
愿05
X10*^
p东间遽度谡s
-
rr1
>
1.522・5
0.05S
JX10
P北网遽度谡S
V
IIV
F
)
X*10°
P天闻遽度溪S
•
p纬度谟s
II
rr
00.5
-8X10
P经度谟S
4X10^
P离度谟S
X
0.2
E0.1
X104
腿2
22.533.54
°
esxIO^
4、一小时【MU数据得捷联惯导解算结果与组合滤波、GPS输出对比图:
IL1LL1I
*•■
—*J
•.f
■.
t5
Ion
f—
—
X10*
0.01sheight
h
■一
n
nR
1R
9
oc
a
cc
A
lat
120
£
0
纯ts导解算
INS/GPSS合淹波
GPSffi出
腿115
110
腿40
30
5、结果分析:
由滤波结果图可以瞧出:
(1)
由组合后得速度、位置得P阵可以瞧出滤波之后载体得速度与位置比GPS输出得精
度高。
(2)
短时间内SINS得精度较奇•初始阶段得导航结果基本与GPS、组合导航结果重合J
小时后得捷联惯导解算结果很差,纬度、经度、高度均发散。
(3)
INS/GPS组合滤波得结果与GPS得输出结果十分近似,因为1小时得导航GPS得
精度比SINS导航得精度奇很多,Kalman滤波器中GPS信号得权重更大。
(4)总体喘来月INS/GPS组合滤波得结果优于单独用S1NS或GPS导航得结果•起到了
协调.超越、冗余得作用,使导航系统更可靠。
六.SINS/GPS组合导航程序
%%%%%%%%%%%%%眺%mi%%缸XS/GPS组合导航跑车Ih实验%%觥%%%
%该程序为15维状态量,6维观测量得Raiman滤波程序,惯性/卫星组合松耦合得数学模型
C1ear
clc
closea11
號初始量定义
wie=0、1467;
Re6=“378135、072;
g=9、7803267714;
e=1、0/
T=0、01:
datanumbera=loadCw=a(:
3:
298、25:
=360000;
itnu_lh^dat'
);
5)'
*pi/180/3600;
8)\
%IMl;
频率lOOhZ■此程序中GPS频率100hz%数据时间3600s
f=a(:
6:
a=10adCgps_1h_ne积dat'
gps_pos=a(:
3:
5);
信息
gps_pos(:
1:
2)=gpS_pos(:
1:
2)*pi/l80;
gps_v=a(:
>
6:
8);
就联解算及卡尔曼相关
v=zer0s(datanumber,3);
atti=zeros(datanximber^3);
pos=zeros(datanumb
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