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MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统研究的任务书 一、任务背景 随着现代定位技术的不断发展,GPS(GlobalPositioningSystem,全球卫星定位系统)技术已经成为定位领域应用最为广泛的技术之一。而针对实时动态姿态测量的需求,GPS与惯性测量单元(IMU)相结合的方法受到了广泛关注,并被称为GPS/IMU组合测量技术。 目前,GPS/IMU组合测量系统已经被广泛应用于航空、导航、安防、环境监测等领域。然而,在一些需要高精度、高速度实时姿态测量的场合,GPS/IMU组合测量系统仍然存在着一些挑战,例如在高动态运动时,由于GPS信号受到多路径效应和信号遮挡等因素的影响,会产生明显的信号漂移,导致定位误差变大;同时,IMU惯性器件的非线性、温漂和振动等问题也会对系统测量精度产生较大的影响。为克服这些问题,需要寻找新的方法和技术。 二、任务内容 本次研究的主要任务是研发一种新型的GPS/IMU组合测量系统,采用MIMU辅助双天线GPS技术,以解决高动态姿态测量中存在的信号漂移和误差积累问题。 任务分为以下几个子任务: 1.设计并实现MIMU辅助双天线GPS的硬件系统。该系统应当包括两个GPS天线、MIMU惯性传感器、数字信号处理和数据存储模块等组件,并且需要考虑硬件系统的紧凑性和适应性。 2.开发GPS/IMU组合测量算法。算法的目标是在高动态下实现姿态测量,同时消除GPS信号漂移和误差积累,并确保测量精度在可接受范围内,应当考虑因GPS信号采样频率低和IMU信号采样频率高而导致的信号不匹配问题。 3.进行实验验证与测试。实验应当包括静态和动态两种场景。对于动态场景,需要在车辆、飞机等载体上进行测试,并记录相应的GPS/IMU数据,以评估系统的性能和精度。 三、任务成果 1.一个MIMU辅助双天线GPS组合测姿系统的设计、实现与调试方案。 2.一份GPS/IMU组合测量算法的说明文档,并带有相应的MATLAB仿真程序和实验数据。 3.一份实验报告,详细记录了实验的方案、过程和结果,评估系统的性能和精度,并提出可行性改进建议。 四、任务要求 1.熟悉GPS/IMU相关理论和技术,具有相关领域的研究经验。 2.熟悉数字信号处理、数据存储和相关软件开发平台,如MATLAB、C++等。 3.具有一定的硬件设计和调试经验,熟悉单片机、FPGA等硬件环境。 4.较好的沟通、团队合作能力和写作能力。 五、任务周期 该任务的预计完成周期为六个月,需要按照以下时间节点完成: 1.前两个月:系统设计与实现。 2.第三个月:算法开发与测试。 3.后三个月:实验验证与任务报告撰写。 六、任务结论 本次研究成功开发出一种带有MIMU辅助双天线GPS的组合测量系统,实现了高精度、高速度的实时姿态测量,解决了GPS信号漂移和误差积累等问题,并且在动态场合下表现出良好的应用前景,具有重要的科研和实用意义。