标题中的“重庆山区典型车载组合导航数据(GNSS/INS)”是指在重庆市山区环境中,通过车载设备收集的一套综合导航数据,这种数据集结合了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)的数据。这种组合导航系统能够提供更稳定、精确的定位、导航和时间同步服务,尤其在信号受到干扰或遮挡(如城市峡谷、隧道、地下停车场)的情况下。 描述中提到的“空旷+遮挡+隧道+地下停车场混合场景”意味着数据集包含了多种复杂环境下的导航数据。在空旷区域,GNSS信号通常较强,可以提供准确的全球定位;而在遮挡区域,如高楼林立的城市中,GNSS信号可能会受到干扰,此时INS的连续运动学测量就显得尤为重要;进入隧道或地下停车场时,GNSS信号完全消失,这时完全依赖INS来估算位置和姿态变化。 “代数律动”可能是指在处理这些数据时所采用的数学算法,特别是解决GNSS和INS数据融合问题的滤波算法,如卡尔曼滤波(Kalman Filter)或者其变种,如无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter)、粒子滤波(Particle Filter)等。这些滤波器能有效地融合来自两种不同导航系统的不同时延、不同精度的数据,以实现最优的导航解算。 “GNSS/INS”标签明确了数据集的主要组成部分。GNSS,如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等,通过接收卫星信号来确定位置、速度和时间;而INS则利用加速度计和陀螺仪来持续跟踪车辆的运动状态,即使在没有外部参考的情况下也能提供定位信息。 从压缩包的文件名“重庆山区典型车载组合导航数据(GNSS+INS)_AlgoT1-3_Pub”来看,可能包含的是多个算法测试序列(T1到T3),可能用于评估不同算法在处理GNSS/INS融合数据时的性能,且“Pub”可能表示这些数据是公开可用的,供研究者进行算法开发和验证。 这个数据集对于研究和开发车载组合导航系统,特别是在复杂环境下的导航算法优化,具有极高的价值。它涉及到的关键技术包括GNSS信号处理、惯性传感器数据融合、滤波算法设计以及在不同环境条件下的定位精度分析。通过分析和学习这样的数据,开发者可以提升车载导航系统的鲁棒性和准确性,以适应各种实际应用场景。
2025-05-04 14:06:28 44MB 组合导航 GNSS/INS
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【GPS_INS组合导航程序】是一种将全球定位系统(GPS)与惯性导航系统(INS)相结合的高级导航技术。在MATLAB环境下实现这样的程序,旨在提高定位精度和稳定性,尤其适用于移动设备、无人驾驶车辆和航空航天等领域。GPS提供全球覆盖的外部定位信息,而INS则通过测量载体自身的加速度和角速度来估算位置、速度和姿态,两者结合可以互补各自的不足,形成更可靠的导航解决方案。 GPS(Global Positioning System)是通过接收多个卫星信号计算地面或空中位置的全球定位系统。其工作原理基于多普勒效应和伪随机码测距,能够提供实时的位置、速度和时间信息。然而,由于受到信号遮挡、多路径干扰等因素影响,GPS在高楼林立的城市环境或地下、水下等环境中可能信号弱或丢失。 INS(Inertial Navigation System)是一种自主式导航系统,它包括加速度计和陀螺仪,用于连续监测和记录载体的运动状态。加速度计测量物体的线加速度,陀螺仪则测量角速度。通过积分这些数据,可以计算出物体的位置、速度和方向。但随着时间推移,由于积累误差(漂移),纯INS的精度会逐渐降低。 GPS与INS的组合导航系统,通常采用卡尔曼滤波算法(如扩展卡尔曼滤波EKF)进行数据融合。这种滤波器能够利用GPS的全局定位信息校正INS的累积误差,同时利用INS的连续性弥补GPS信号短暂丢失时的定位空白,从而实现高精度、连续的导航服务。 MATLAB作为强大的数学建模和仿真工具,为实现GPS_INS组合导航程序提供了便利。开发过程中,可能涉及到以下步骤: 1. 数据采集:编写代码从GPS接收机获取经纬度、高度和速度数据,同时读取INS的加速度和角速度数据。 2. 滤波器设计:设置卡尔曼滤波器参数,包括状态方程、测量方程、系统噪声和测量噪声等。 3. 数据融合:通过EKF算法更新和预测状态,将GPS和INS数据融合,得到优化后的位置估计。 4. 实时更新:周期性执行滤波过程,不断修正和更新导航信息。 5. 结果展示:可视化导航结果,如位置轨迹、速度和姿态等。 在提供的文件"GPS_INS位置组合程序——好"中,可能包含了完整的MATLAB源代码,包括数据接口、滤波算法实现、数据处理和结果展示等功能模块。深入研究这些代码可以帮助理解GPS_INS组合导航的工作原理,并可作为开发类似应用的基础。对于学习和研究导航技术,或者进行相关项目开发的人员来说,这是一个非常有价值的资源。
2025-04-24 19:47:11 682KB GPS
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【GNSS/INS松组合导航Matlab程序】是一种在航空航天、自动驾驶、航海等领域广泛应用的导航技术,它结合了全球导航卫星系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)的优点,提高了定位精度和稳定性。在Matlab环境中实现这种松组合导航,能够方便地进行算法设计、仿真与验证。 我们要理解GNSS和INS的基本原理。GNSS,如GPS(全球定位系统),通过接收来自卫星的信号来确定地面设备的位置、速度和时间。而INS则依赖于陀螺仪和加速度计来测量载体的运动状态,无需外部参考即可连续提供位置、速度和姿态信息。然而,GNSS可能会受到遮挡或干扰,INS则存在累积误差问题,松组合导航正是为了解决这些问题。 松组合导航的关键在于数据融合。在Matlab程序中,通常会先利用GNSS数据生成初始的轨迹,然后根据这个轨迹产生模拟的惯导数据,包括陀螺仪和加速度计的输出。这部分涉及到了信号处理、滤波理论和随机过程的知识,比如卡尔曼滤波(Kalman Filter)常被用于融合这两类传感器的数据。 接下来,这些模拟数据会被输入到惯导解算器中,进行运动状态的更新和校正。惯导解算通常涉及到牛顿-欧拉方程、四元数表示法等,用于计算载体的位置、速度和姿态。在Matlab中,可以利用内置的函数或自定义算法来实现这一过程。 仿真完成后,会使用这些模拟的GPS和INS数据进行松组合导航的实现。松组合意味着GNSS和INS系统保持相对独立,各自进行数据处理,然后在一个高层次上进行信息交换。这样做的好处是可以避免一个系统的误差影响另一个系统,同时保留各自的优点。组合导航算法可能包括简单的数据融合策略,如时间同步或者更复杂的滤波算法。 在【sins + gnss】这个压缩包中,可能包含了实现上述功能的Matlab源代码文件,如初始化配置文件、数据生成脚本、滤波算法实现、结果分析工具等。用户可以通过阅读和运行这些代码,深入理解松组合导航的工作原理,并对其进行定制和优化。 GNSS/INS松组合导航Matlab程序是导航技术研究的重要工具,涵盖了卫星导航、惯性导航、数据融合等多个领域的知识。通过对这套程序的学习和实践,不仅可以掌握相关算法,还可以提升在复杂环境下的定位能力,对于科研和工程应用具有很高的价值。
2025-04-07 15:39:39 6.49MB matlab GNSS/INS
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捷联惯导( Strapdown Inertial Navigation System, SINS)是一种现代导航技术,它将惯性测量单元(IMU)直接安装在飞行器或车辆上,连续地提供位置、速度和姿态信息。严恭敏老师的MATLAB仿真程序旨在帮助学习者深入理解捷联惯导算法和组合导航原理。下面,我们将详细探讨相关知识点。 一、捷联惯导系统的基本原理 1. 惯性测量单元(IMU):IMU包含加速度计和陀螺仪,用于测量物体的加速度和角速度。加速度计检测物体线性加速度,陀螺仪测量物体的旋转速率。 2. 基于牛顿第二定律和欧拉运动方程:通过IMU的数据,可以推算出物体的位置、速度和姿态变化。 二、捷联惯导算法 1. 数据融合:由于IMU存在误差,需要采用数据融合算法,如卡尔曼滤波,来校正和融合不同传感器的数据,提高导航精度。 2. 无漂移算法:包括零速度更新(ZUPT)、重力辅助更新等,用于减小加速度计的漂移误差。 3. 姿态解算:利用陀螺仪数据进行姿态更新,常见的有四元数法、欧拉角法等。 三、MATLAB仿真的重要性 1. 理论验证:通过MATLAB仿真,可以直观验证捷联惯导算法的正确性,理解其工作过程。 2. 参数敏感性分析:可以研究不同参数对系统性能的影响,优化算法设计。 3. 故障模拟:仿真可以帮助我们预估和处理传感器故障情况,提高系统的鲁棒性。 四、组合导航原理 1. 组合导航:结合多种导航系统(如GPS、磁罗盘、星光导航等),实现优势互补,提高整体导航性能。 2. 误差模型:理解和建立各种传感器的误差模型是组合导航的关键,这包括随机噪声、系统偏差等。 3. 信息融合:使用信息融合技术(如扩展卡尔曼滤波EKF)将不同传感器的数据有效结合。 五、MATLAB仿真程序的结构 严恭敏老师的MATLAB程序可能包含了以下模块: 1. 数据采集模块:模拟IMU输出,包含加速度和角速度信号。 2. 导航解算模块:执行惯性导航计算,包括位置、速度和姿态更新。 3. 数据融合模块:实现卡尔曼滤波或其他滤波算法,对传感器数据进行平滑处理。 4. 误差分析模块:评估和展示导航误差,分析系统性能。 5. 可视化模块:将仿真结果以图形方式展示,便于理解和分析。 通过这样的MATLAB仿真,学习者可以深入探究捷联惯导系统的动态行为,掌握核心算法,并提升在实际工程应用中的问题解决能力。同时,这个仿真环境也为教学和研究提供了宝贵的实践平台。
2024-11-29 19:34:04 67KB
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本程序是仿照仿照严老师的MATLAB程序编写的低成本组合导航系统,具体的描述和MATLAB程序请看我的博客!! MATLAB程序:https://download.csdn.net/download/qq_38364548/87380141 具体描述:https://blog.csdn.net/qq_38364548/article/details/128655225 对于标准Kalman滤波,其中增益计算式(5.3-29c)涉及矩阵的求逆运算,当量测维数较高时,计算量很大。序贯滤波(sequential Kalman filter)是一种将高维数量测更新降低为多个低维数量测更新的方法,能有效地降低矩阵的求逆计算量。 利用序贯滤波,在滤波增益计算中的矩阵求逆问题将转化为标量的倒数运算,有利于减少滤波计算量和增强数值计算的稳定性。 如果量测方差阵Rk不是对角矩阵,通过三角变换的变换方法,可实现对角化处理,再利用序贯滤波。特别地,如果量测噪声方差阵Rk是常值阵,则只需在滤波初始化时作一次三角分解即可。
2024-10-23 17:41:00 3.06MB 组合导航
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C语言编写的惯性导航和卫星导航的组合导航算法程序,可以实现纯惯性导航解算,组合导航解算,设有传统Kalman滤波、自适应和抗差Kalman滤波,能够进行初始对准,包括间接粗对准和Kalman滤波精对准,可以计算出惯导所处载体的姿态角、速度,位置等信息;数据设置格式和软件使用方式见安装包的说明;算法说明会在后续加入;源代码在Resource文件夹中
2024-06-14 10:21:00 625KB
MATLAB组合导航,松组合程序,卫星导航与惯性导航组合程序 GNSS接收机和INS分别独立工作。松组合利用GNSS接收机输出的位置和速度信息和INS经过力学编排后输出的位置和速度信息进行组合,两者共用一个GNSS/INS组合滤波器,双方进行数据融合后得到输出的位置、速度和姿态信息,为后面的实验做好准备。 NSS/INS松组合导航系统中,在INS误差方程的基础上构建系统状态方程和量测方程需要用到卡尔曼滤波器;修正INS观测量从而进一步修改INS随时间累积的误差时也需要用卡尔曼滤波对INS的误差参数进行最小方差估计。这些操作得到的修正后的INS观测量能够提供更加精确的导航信息,从而更好地辅助GNSS系统,提高GNSS系统的稳定性和可行性 首先读取文件存放的GNSS位置、GNSS速度、INS加速度和陀螺仪等信息,初始化相关变量,通过相关的惯性导航传感器信息计算出位置和速度信息,然后将GNSS和INS的位置和速度利用卡尔曼滤波进行处理,最后得到运行结果 以基于MATLAB松组合导航综合设计性实验为例,在此实验内容基础上,可深入结合更多的导航专业课程理论知识,拓展更多实验内容,丰富各种实验手
2024-04-05 04:05:24 54.29MB 卡尔曼滤波
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诺瓦泰组合导航后处理软件inertial explorer使用指导中文版
2024-03-29 09:49:23 3.42MB
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基于pins组合导航仿真程序,里面包含详细备注。非常适用导航解算入门,卡尔曼滤波
2023-10-30 17:05:15 6.49MB matlab 软件/插件
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文章基于利用卡尔曼滤波对SINS/GPS组合导航系统的解算算法进行误差补偿。在建立误差模型的基础上采用间接式卡尔曼滤波技术对捷联惯导信号以及GPS信号进行算法融合计算,得到组合导航系统的最优估计输出。使得组合导航系统既利用了GPS的长期稳定性与适中精度,来弥补SINS的误差随时间传播或增大的缺点,又利用SINS短期高精度来弥补GPS在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号的缺点。经过仿真实验分析结果表明该组合导航系统可以获得较理想的导航精度,验证了该组合系统的正确性以及在可靠性方面优于子系统,具有很好的应用价值。
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