GPS/PLs/INS高精度组合导航及自主完备性监测模型研究

课题研究GPS/PLs/INS高精度组合导航及自主完备性监测模型，主要包括：(1)研究伪卫星系统误差及其在组合导航模型中的传递规律；（2）基于小波理论与经验模态分解理论研究IMU与GPS观测数据的噪声特性及其表达，研究组合系统的误差动态消除模型；（3）IMU观测数据辅助GPS/PLs的周跳 与粗差动态处理及整周模糊度在线求解模型,重点研究紧组合情况下的处理模型；（4）优化系统组合模式，发展基于支持向量机（SVM）、神经网络等现代模型的高精度组合导航参数估计模型，研究数值稳定高效的KALMAN粒子滤波器；（5）建立基于支持向量机/KALMAN的故障探测-诊断-修复模型，构造抗差动态导航模型，通过蒙特卡罗模拟和故障树分析发展系统可靠性模型，建立系统自主完备性监测体系；（6）通过研究精度、准确度及可靠度因子，提出复杂空间伪卫星布设方案优化理论及模型。

（1）建成了系统的GPS/PLs/INS组合导航定位实验平台：建立GPS/PLS/INS组合导航及完备性监测的软硬件试验平台，自制GPS/INS，GPS/PLS，GPS/PLS/INS多种组合导航试验系统，用于采集实际数据，并购置SPAN-CPT GPS/INS组合定位系统用于试验对比。开发多路径、电离层、对流层等误差模型，研发GNSS自主完备性监测模拟与实验软件，GPS/PLS/INS定位模拟与实验软件系统。.（2）建立了IMU原始观测数据的误差模型：系统建立组合导航与定位的误差消弱模型。建立天线相位中心误差的改正模型，研发GNSS相位误差改正软件。.（3）建立INS随机误差削弱模型，提高组合定位模型：提出了基于低通滤波器消除INS原始数据中的高频随机误差，提高GPS/INS组合导航精度的应用模型。建立了基于自适应滤波的SVM组合定位模型，实验数据表明模型优于传统模型，开发了软件系统。.（4）提出基于EMD-WAVELET的GPS/INS组合导航技术：采集新南威尔士大学校园内的实测数据，进行融合试验。结果表明，利用EMD-WAVELET滤波后的INS自主导航解要优于滤波前。开发了软件系统。.（5）建立了基于支持向量机的组合导航滤波器发散抑制模型：提出了利用SVM内插GPS信号消除组合导航滤波器发散的模型。结果表明：GPS信号中断时间过长导致组合导航系统滤波发散的情况下，通过SVM内插GPS数据提高GPS更新频率，可以有效地抑制滤波发散，提高导航的准确性与收敛速度。.（6）建立了GPS/PLs/INS导航自主完备性监测模型：针对单粗差，多粗差及缓慢增长三类误差，建立抗差EKF的GNSS及GNSS/INS紧组合算法模型。分析表明，抗差EKF可以将三类粗差抑制在相应观测值的残差中，达到消弱其对状态参数估计的影响。.（7）伪卫星最优布设分析模型：针对GNSS/PLs组合系统的PLs优化布设问题，构建了基于方位角、高度角及观测历元的多指标评价体系的四维模型。结果表明，PDOP、内可靠性、耗资等多因素约束的综合定权可有效协调各个指标为选择最优系统提供可靠依据。