ARM-Based SINS/GNSS紧密组合导航系统设计与实现

"基于ARM的SINS/GNSS紧组合导航系统设计" 全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）在现代导航领域扮演着重要角色，但其信号易受干扰，导致在某些情况下，如可见卫星数目少于4颗时，系统可能无法正常工作。在这种背景下，本文提出了一个基于ARM处理器的 Strapdown Inertial Navigation System (SINS) / GNSS紧组合导航系统设计，以提高系统的稳定性和导航精度。 文章中，作者首先详细介绍了设计的硬件系统。采用了三星Exynos 4412作为核心处理器，该处理器具有高性能和低功耗的特点，适合作为导航系统的核心。同时，集成了IMU（Inertial Measurement Unit）模块MPU9250，用于提供姿态、加速度和角速度信息，以及卫星接收模块MH16-T1，用于接收和处理GNSS信号。硬件平台的构建是实现紧组合导航的基础。 紧组合导航的关键在于数据融合算法，文章采用了Unscented Kalman Filter (UKF)无迹卡尔曼滤波器。相较于传统的Kalman滤波，UKF在处理非线性系统时更为有效。通过UKF，系统能够实时融合IMU的高频率数据和GNSS的低频率数据，即便在GNSS信号受到干扰或失锁的情况下，依然能利用GNSS残余信息辅助SINS，从而保持导航的连续性和准确性。 在实际测试部分，作者进行了样机车载试验，对比了SINS/GNSS紧组合系统与松组合系统在不同条件下的性能。结果显示，紧组合系统在导航精度和稳定性上均优于松组合系统。特别是在GNSS信号受到干扰时，紧组合系统能够在较长时间内保持较高的导航精度，证明了紧组合导航的有效性和鲁棒性。 总结起来，这篇文章主要探讨了基于ARM处理器的SINS/GNSS紧组合导航系统的设计与实现，强调了无迹卡尔曼滤波器在数据融合中的应用，并通过实验验证了该系统在复杂环境下的优越性能。这一研究对于提升自主导航系统的可靠性，特别是在GNSS信号不稳定或丢失的环境中，具有重要的理论和实践意义。