【摘 要】
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定位导航授时技术（Positioning,Navigation and Timing,PNT）自诞生以来,一直是人们研究的重点。随着科技的不断进步,近些年来,用户对导航系统的相关性能有了更高的要求,但目前已有的单个导航源存在可靠性低、适应性差和定位精度低等问题,往往无法完全满足人们的需求。而多源融合导航系统可以结合当前情况,接入或剔除外源传感器,相比单个导航系统具有更高的稳定性和可靠性。本文以国家
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定位导航授时技术（Positioning,Navigation and Timing,PNT）自诞生以来,一直是人们研究的重点。随着科技的不断进步,近些年来,用户对导航系统的相关性能有了更高的要求,但目前已有的单个导航源存在可靠性低、适应性差和定位精度低等问题,往往无法完全满足人们的需求。而多源融合导航系统可以结合当前情况,接入或剔除外源传感器,相比单个导航系统具有更高的稳定性和可靠性。本文以国家重点项目为背景,基于PNT技术,构建惯性与GNSS及多传感器组合导航微系统,主要包括以下几个内容:（1）对国内外相关定位导航授时系统的研究情况进行了分析及总结,并根据惯性与GNSS及多传感器组合导航微系统的性能需求和相关导航系统的工作原理,确定了以DSP+FPGA为核心的硬件设计。设计包括系统关键器件选型及核心模块的电路设计、各关键模块间的通信接口设计、系统的PCB设计及系统的安装。（2）根据系统需求设计了基于CAN总线技术的即插即用硬件模块,并基于DSP给出了即插即用模块的驱动程序设计。依照总体设计方案对相应外源传感器进行选型和设计,并将各个传感器输出的外源信息转换成可供即插即用模块识别的数据,进而传输给DSP。（3）针对高动态、强干扰等环境下,导航微系统的外源传感器无法提供有效的导航信息且卫星导航信号易失锁会造成导航系统无法定位的问题,通过引入芯片原子钟（Chip Scale Atomic Clock,CSAC）并结合惯导信息设计了一种芯片原子钟/惯性辅助GNSS接收机的导航方法。该方法提高了组合导航系统在高动态等恶劣环境下的导航性能。（4）从实际应用出发对惯性与GNSS及多传感器组合导航微系统中各个模块进行测试分析,最后对整个系统进行试验,验证系统整体的导航性能。本文给出了一种支持即插即用的惯性与GNSS及多传感器组合导航微系统设计方案,并针对高动态环境设计了一种芯片原子钟/惯性辅助GNSS接收机的导航方法,通过跑车试验验证导航系统性能稳定,通过模拟器试验验证导航方法可有效提高系统的导航性能。
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