丘陵山区地形复杂、路况条件差,一些农用移动转运装备难以进入,导致农产品和农用物资搬运困难,亟需一款具有导航定位精度高、自主控制能力强的自动化移动转运装备。因此,针对丘陵山区路线弯曲迂回、树木遮挡可能导致的卫星定位精度差、卫星定位信号失锁等问题,以实现履带式转运车辆在丘陵山区自主运行为目的,搭建履带式转运车实验平台,研究基于全球卫星定位（GNSS）、惯性导航系统（INS）和激光雷达的融合定位算法和履带式转运车的自主路径跟踪控制技术,并基于履带式转运车实验平台对所提算法进行试验验证。主要研究内容包括:（1）履带式转运车导航系统的搭建。针对丘陵山地植物密集、道路蜿蜒曲折等自然环境特征,搭建了基于履带式的试验平台,确定履带式转运车硬件和软件的整体架构。选择采用基于载波相位差分（RTK）技术的GNSS导航系统、INS惯性参考系统和激光雷达实现导航定位,并对硬件传感器进行误差分析和选型。（2）INS误差模型的建立。建立INS的姿态解算、速度解算和位置解算方程。在此基础上,构建惯性传感器的误差理论模型和INS误差方程,为后续组合导航信息融合模型奠定基础。（3）GNSS/INS组合导航系统的搭建。根据INS的误差模型,对GNSS/INS的系统方程进行设计。在此基础上,针对组合导航系统难以在丘陵山区获得准确系统状态模型参数和丘陵山区量测异常的现象,设计基于马氏距离的自适应滤波进行信息融合以抵抗异常观测和模型误差。与扩展卡尔曼滤波相比,基于马氏距离的自适应卡尔曼滤波在东、北、天三个方向上的位置误差减小了10.3%、13.1%、9.7%,速度误差减小了11.9%、11.4%、8.6%。试验结果表明,本文所设计的基于马氏距离的自适应滤波器在数据融合方面具有优良效果。（4）履带式转运车在GNSS信号失锁情况下激光雷达/INS融合定位算法的研究。针对丘陵山区植被多、GNSS信号易失锁的现象,激光雷达使用LOAM算法进行定位,然后使用EKF将激光雷达定位数据与INS定位数据进行融合,最后对融合算法进行试验,将所得结果与真值定位数据进行对比。激光雷达/INS组合导航的北向定位误差平均值为0.15 m,东向定位误差平均值为0.13 m。结果表明,激光雷达/INS组合导航在GNSS信号长时间失锁的情况下定位精度有所不足,但短时间内可以满足自主行驶车辆的定位精度。（5）对路径跟踪控制器的优化设计。在已知路径规划和定位信息的前提下,对履带式转运车的运动学模型和轨迹跟踪误差模型展开深入研究,首先设计针对丘陵山区环境多干扰特征的轨迹跟踪算法,即滑模轨迹跟踪控制算法。针对丘陵山区外界扰动,进一步设计了呈指数收敛的非线性干扰观测器,并对整个闭环控制系统的稳定性进行分析,证明履带式转运车整个闭环控制为渐进稳定系统。然后设计三环PID算法进行路径跟踪控制。接下来在匀速直线运动和匀速圆周运动的工况中对整个控制系统进行仿真验证。最后基于两种组合导航作为定位方式在不同工况下进行轨迹跟踪控制试验。试验和仿真结果表明,本文设计的控制算法在轨迹跟踪方面能达到优良的精度,对外界的干扰具有较高的鲁棒性能。