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滤波广义GIS导航匹配算法与和INS组合导航

收藏本文 2024-02-10 点赞:31778 浏览:145554 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:惯性导航系统因其完全自主性成为航天、航空等领域中广泛利用的主要导航系统,但其具有原理性误差,并随时间发散,可利用一些地理信息导航系统(如地磁导航、景象匹配导航等)修正惯导误差。但这些导航系统各自独立,其用于匹配的基准信息均存储于各自的独立数据库中,因缺乏有效统一的管理,用它们与惯导组合时,系统的实时性受到很大限制。针对以上不足,论文提出了广义GIS/INS组合导航技术案例,并着重对广义GIS导航匹配算法展开探讨。首先,本论文针对常规GIS的结构和管理方式进行浅析,并对其进行推广性探讨,提出了广义GIS这一概念,引入了地图、地磁、重力场、天文等参考地理信息,并利用GIS的空间存储和管理优势对多种信息进行统一化管理。在飞行器制导中,可根据导航系统的实际需求,选择合适的信息运用于组合导航系统中。在此基础上,分别探讨了广义GIS导航系统中的两种典型匹配导航方式:地磁匹配导航和数字地图匹配导航。对于地磁匹配导航,论文中在建立了地磁场数据模型的基础上,着重对地磁匹配算法进行了探讨;同样对于数字地图匹配导航,先浅析了其导航基本原理,然后重点探讨了矢量图匹配算法,为进一步进行组合导航奠定了基础。最后,利用卡尔曼滤波技术把广义GIS导航系统与INS进行组合,形成广义GIS/INS组合导航系统,并基于MO控件(地图控件)在MFC平台上对组合导航系统进行软件实现,直观地展示其导航效果。仿真结果表明,论文提出的导航技术案例是合理可行的,具有重要的现实作用。关键词:GIS论文INS论文组合导航论文地磁匹配算法论文地图匹配算法论文卡尔曼滤波论文联合滤波论文定位精度论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-12

    第一章 绪论12-19

    1.1 课题探讨背景及作用12-13

    1.2 GIS 导航的近况与进展13-17

    1.2.1 GIS 的进展近况及走势13-15

    1.2.2 广义 GIS 导航系统的进展近况15-17

    1.3 广义 GIS 匹配导航技术的关键不足17-18

    1.4 本论文主要内容和组织安排18-19

    第二章 基于 MO 的广义 GIS 导航系统总体案例探讨19-31

    2.1 引言19

    2.2 GIS 的数据结构及管理优势19-21

    2.2.1 GIS 的结构和特点19-20

    2.2.2 GIS 的数据结构类型20-21

    2.2.3 GIS 数据的分层管理21

    2.3 广义 GIS 导航系统的开发案例及信息扩充案例21-27

    2.3.1 广义 GIS 导航系统的开发工具21-24

    2.3.2 基于 MO 的广义 GIS 导航软件开发24-26

    2.3.3 广义地理空间信息的扩充案例26-27

    2.4 广义 GIS 与 INS 组合导航案例探讨27-29

    2.4.1 组合导航案例27-28

    2.4.2 导航坐标系及其变换28-29

    2.5 本章小结29-31

    第三章 地磁导航及匹配算法探讨31-44

    3.1 引言31

    3.2 地磁导航的原理及地磁建模31-36

    3.2.1 地磁匹配导航的基本原理31-32

    3.2.2 地磁匹配工作历程32-33

    3.2.3 地磁场数据建模33-36

    3.3 地磁匹配算法的探讨36-40

    3.3.1 算法的提出及算法流程图36-38

    3.3.2 快速 MSD 算法作预匹配38-39

    3.3.3 插值迭代算法作精匹配39-40

    3.4 仿真实例及误差浅析40-43

    3.4.1 仿真实例40-41

    3.4.2 算法耗时浅析比较41-42

    3.4.3 算法误差浅析42-43

    3.5 本章小结43-44

    第四章 地图导航及匹配算法探讨44-57

    4.1 引言44

    4.2 地图匹配导航的机理浅析44-46

    4.2.1 地图匹配导航的基本原理44-45

    4.2.2 矢量图匹配的准备工作45-46

    4.3 GIS 匹配算法探讨46-54

    4.3.1 矢量图匹配进展进展46-47

    4.3.2 匹配算法的总体思想及流程图47-49

    4.3.3 曲线的特点点提取49

    4.3.4 比例因子的求取49-50

    4.3.5 待匹配曲线的刚性变换50-52

    4.3.6 匹配程度的求取52-53

    4.3.7 修正匹配结果53-54

    4.4 算法仿真及误差浅析54-56

    4.4.1 采集图像仿真及处理54-55

    4.4.2 区域子地图的提取55

    4.4.3 仿真实验结果及浅析55-56

    4.5 本章小结56-57

    第五章 广义 GIS/INS 组合导航仿真系统探讨57-71

    5.1 引言57

    5.2 惯性导航系统及其数据的仿真57-60

    5.2.1 惯性导航系统原理浅析57-59

    5.2.2 惯性导航系统的仿真59-60

    5.3 卡尔曼滤波器在本系统中的运用60-63

    5.3.1 广义 GIS/INS 组合导航系统联邦滤波结构60-62

    5.3.2 系统状态方程62

    5.3.3 系统量测方程62-63

    5.3.4 联邦滤波算法方程63

    5.4 系统仿真及结果浅析63-65

    5.4.1 仿真条件设定63-64

    5.4.2 仿真结果及浅析64-65

    5.5 广义 GIS/INS 组合导航系统的软件实现65-70

    5.5.1 系统总框架65-66

    5.5.2 地磁导航模块功能的实现66-68

    5.5.3 地图导航模块功能的实现68-69

    5.5.4 组合导航方式的演示界面69-70

    5.6 本章小结70-71

    第六章 总结与展望71-73

    6.1 全文主要工作总结71-72

    6.2 后续探讨工作展望72-73

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