基于微传感器组合导航的便携式个人设备的设计与研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4-5页 |
| 注释表 | 第9-10页 |
| 第1章 引言 | 第10-16页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 微惯性传感器研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 GPS/INS组合导航系统发展现状 | 第13-14页 |
| 1.3 主要研究内容及论文结构安排 | 第14-16页 |
| 第2章 组合导航系统相关理论 | 第16-31页 |
| 2.1 导航坐标系及姿态角 | 第16-19页 |
| 2.1.1 导航坐标系 | 第16-17页 |
| 2.1.2 载体姿态角 | 第17-18页 |
| 2.1.3 坐标系转换 | 第18-19页 |
| 2.2 全球定位系统 | 第19-22页 |
| 2.2.1 GPS导航定位原理 | 第19-21页 |
| 2.2.2 ENU坐标系下GPS坐标转换 | 第21-22页 |
| 2.3 惯性导航原理 | 第22-29页 |
| 2.3.1 微惯性传感器航迹推算方法 | 第22-24页 |
| 2.3.2 基于四元数的姿态解算原理 | 第24-25页 |
| 2.3.3 基于磁力计的组合姿态解算 | 第25-27页 |
| 2.3.4 基于MEMS加速度计的步长步态估计 | 第27-29页 |
| 2.4 融合GPS和航迹推算的定位 | 第29-30页 |
| 2.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 第3章 便携式组合导航平台硬件设计 | 第31-48页 |
| 3.1 系统整体框架设计 | 第31-33页 |
| 3.1.1 便携式个人导航设备需求分析 | 第31-32页 |
| 3.1.2 组合导航平台整体框架设计方案 | 第32-33页 |
| 3.2 器件选型和性能介绍 | 第33-39页 |
| 3.2.1 ARM处理器 | 第33-34页 |
| 3.2.2 电源管理芯片 | 第34页 |
| 3.2.3 微型惯性器件 | 第34-36页 |
| 3.2.4 GPS接收机 | 第36-37页 |
| 3.2.5 辅助测量器件 | 第37-38页 |
| 3.2.6 无线数传模块 | 第38-39页 |
| 3.3 便携式设备硬件具体设计 | 第39-47页 |
| 3.3.1 系统原理图设计 | 第39-43页 |
| 3.3.2 系统模块PCB设计 | 第43-44页 |
| 3.3.3 系统调试流程 | 第44-45页 |
| 3.3.4 便携式设备样机和佩戴 | 第45-47页 |
| 3.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 第4章 组合导航系统误差校准与算法研究 | 第48-62页 |
| 4.1 GPS/INS导航数据处理相关算法 | 第48-50页 |
| 4.1.1 传统卡尔曼滤波 | 第48-49页 |
| 4.1.2 小波变换数据分析与处理 | 第49-50页 |
| 4.2 MEMS陀螺仪误差校准 | 第50-57页 |
| 4.2.1 MEMS陀螺仪误差校准 | 第50-54页 |
| 4.2.2 MEMS磁力计误差校准 | 第54-57页 |
| 4.3 磁力计辅助INS的EKF融合算法 | 第57-58页 |
| 4.4 基于UKF的GPS/PDR无缝定位算法 | 第58-61页 |
| 4.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 第5章 系统软件设计与实验验证 | 第62-79页 |
| 5.1 组合导航系统软件设计 | 第62-68页 |
| 5.1.1 嵌入式软件设计方案 | 第62-63页 |
| 5.1.2 嵌入式底层程序设计 | 第63-66页 |
| 5.1.3 人机交互界面软件设计 | 第66-68页 |
| 5.2 系统实验 | 第68-78页 |
| 5.2.1 室内实验 | 第68-71页 |
| 5.2.2 室外个人搭载实验 | 第71-78页 |
| 5.3 本章小结 | 第78-79页 |
| 第6章 总结与展望 | 第79-81页 |
| 6.1 本文工作总结 | 第79-80页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 | 第87页 |
