GNSS/MIMU深组合导航关键技术研究

GNSS/MIMU 深组合导航系统具有成本低、体积小、重量轻、功耗低、动态.性能高和抗干扰能力强等优点，因而在精确制导武器等军事应用方面具有非常重要的应用价.值。本项目拟对GNSS/MIMU嵌入式组合导航系统关键技术- - 深组合导航算法进行理论研究，.研究内容主要包括：基于MIMU 辅助的GNSS 信号捕获技术的理论分析与算法设计；GNSS 基带信号预处理算法分析与设计；融合GNSS 基带测量信息的深组合导航滤波模型分析与算法研究，深组合导航抗干扰分析。力求在GNSS/MIMU深组合导航的理论分析与算法设计上取得创新性成果。作为应用基础研究课题，本项目的研究成果将为高动态、高干扰、微弱信号等恶劣环境下的应用如航空、航天、交通、军事等领域的组合导航系统研究和开发提供新的设计方案，为低体积、低成本、高可靠、精度适中的导航领域引入一个便利的设计思路。

GNSS/MIMU 深组合导航系统具有成本低、体积小、重量轻、功耗低、动态性能高和抗干扰能力强等优点，因而在精确制导武器、无人飞行器等军事应用方面具有非常重要的应用价值。. 针对基带测量信号强非线性和组合导航滤波算法的复杂性等特点，借助于误差分离的思想，设计了一种基于双滤波器结构的基带信号预处理滤波模型，该模型中利用两个独立的滤波器分别实现载波跟踪和码跟踪。为了进一步降低算法的复杂度，观测量采用伪距偏差差分和多普勒偏差差分（星间差）来抵消接收机钟差和钟差漂移影响，从而降低滤波器的维数，提高计算效率。. GNSS/INS深组合导航系统中，包含有基带信号预处理滤波器、码/载波NCO控制量计算、卫星位置速度计算、GNSS/INS组合导航滤波器、惯导解算等信息处理单元，各信息处理单元的更新率通常不一致。项目提出了一种基于外推和CIC滤波器的Doppler频率插值方法，仿真分析的结果表明：通过外推有效提高了惯导系统估计Doppler频率的精度；单级的CIC滤波器足以满足深组合导航系统中Doppler频率插值要求。. 基于GNSS/INS复合模拟器，构建GNSS/INS深组合导航测试系统，对GNSS(BDS B3信号)/MIMU深组合导航系统性能进行了测试，测试结果表明：采用GNSS/INS深组合导航系统能够提高接收机的动态性能，并能够提高接收机的定位测试精度，在100g，10g/s的超高运动环境下，深耦合接收机能够正常工作，定位精度优于5m(CEP95)，测速精度优于0.2m/s(CEP95)，而采用普通接收机则失锁；同时与高动态接收机比较，深耦合接收机的跟踪灵敏度能够提高2~8dB。并且深组合导航系统进行了车载实验，在没有信号遮挡的开阔路段，车载实验定位精度优于5m（CEP95），水平测速精度优于0.1m/s（CEP95）。. 项目的研究成果在2014年度参加了由总装备部北斗办组织的比测，测试结果表明：在BDS区域体制信号测试结果如下：基于BDS/INS复合信号模拟器，在100g、10g/s和50g、5g/s高动态场景下，研制的BDS/INS深组合高动态接收机能够正常跟踪信号，且定位精度优于5m，水平测速精度优于0.1m/s。BDS/INS深组合高动态接收机跟踪灵敏度测试为-139dBm。深组合高动态测试和跟踪灵敏度测试成绩排名第一