【摘 要】
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组合导航是两种以及多于两种导航方式组合而成的,它性能更优、安全性更高、稳定性更强。组合导航系统目前已有很多种,主要是卫星导航、惯性导航以及地磁导航这三种导航系统的
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组合导航是两种以及多于两种导航方式组合而成的,它性能更优、安全性更高、稳定性更强。组合导航系统目前已有很多种,主要是卫星导航、惯性导航以及地磁导航这三种导航系统的不同组合。航向角是一个非常重要的导航参数,本文对INS(惯性导航系统)/GPS(全球定位系统)/磁力计组合导航系统航向角的算法做了一定的研究工作。本文首先分析当前导航系统研究现状以及本文的选题依据和研究背景,对INS、地磁导航系统分别进行简单的介绍,详细分析他们的优缺点,剖析导航原理；然后详细介绍卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波(EKF)以及联邦滤波；再介绍本文研究所使用的硬件、实验过程以及与本文研究相关的组合导航系统,文章最后一章详细介绍了本文设计的联邦滤波算法以及结果。在最后一章中,按照研究顺序来详细介绍了算法的整个流程：首先对磁航向做了基础研究以及去除误差研究,采用椭圆效应去除主要磁误差；然后针对惯导的圆锥误差、划桨误差以及涡卷误差做了补偿；接着对INS/GPS组合航向的EKF算法进行研究,对惯导利用卡尔曼滤波进行了精对准；设计INS/GPS/磁力计组合航向的集中滤波以及联邦滤波。在每一步的研究中都利用实测数据验证算法的有效性以及分析原因。相对于INS/GPS组合航向来讲,本算法引入了磁航向,有效抑制了INS误差积累,均方差由1.57°提高至0.84°。在INS/GPS/磁力计组合系统中,联邦滤波与集中滤波算法相比,均方差由0.96°提高至0.84°,表明它的容错性更好。从结果对比分析可知,联邦滤波算法有着非常出色的解算效果：联邦滤波航向的精度在本文研究的几个算法中是最高的,稳定性也是最强的。
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