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基于INSWSN组合导航的关键技术研究开题报告
一、选题背景及意义
随着社会经济的不断发展，人们对于精度更高、可靠性更强的导航需求也越来越高。传统的GPS定位技术因受到建筑物、山体等遮挡而存在不稳定性，为此，基于惯性导航的组合导航技术已经逐步受到了广泛关注。同时，室内定位等应用场景的兴起也逼迫人们寻找更加精准、可靠的导航手段。
随着摩尔定律的到来，MEMS微机电技术的不断发展，使得惯性传感器件的价格和尺寸越来越小，同时精度和可靠性也在不断提高。利用惯性传感器件实现的惯性导航在精度较高、抗干扰能力较强、易于集成等方面具有很大优势。INSWSN(InertialNavigationSystemWirelessSensorNetwork,惯性导航系统无线传感器网络)是近年来基于惯性导航与无线传感器网络相结合的一项新技术，具有定位精度高、能够适应复杂环境等优点。
本课题旨在深入研究INSWSN组合导航技术的关键技术，通过实验和模拟分析，优化和改进INSWSN组合导航系统，提升导航的定位精度和可靠性。
二、研究内容和目标
本课题的研究内容如下：
1.INSWSN组合导航系统的工作原理研究；
2.INSWSN组合导航系统中的惯性测量单元(IMU)设计与优化；
3.INSWSN中的无线传感器网络（WSN）的研究与改进；
4.INSWSN组合导航系统的算法研究；
5.INSWSN组合导航系统实验验证与仿真分析。
本课题的研究目标如下：
1.理解INS和WSN技术，并对INSWSN组合导航的工作原理有详细的了解；
2.设计和优化高精度IMU，提高系统的稳定性和精度；
3.对无线传感器网络进行研究和改进，提高数据采集的效率与可靠性；
4.研究并优化组合导航算法，提高定位精度与鲁棒性；
5.通过实验验证和仿真分析，评估系统的性能。
三、研究方法
本课题将采用以下研究方法：
1.理论研究：深入理解INSWSN组合导航系统的工作原理，研究INS、WSN等技术原理和发展趋势，对系统进行优化改进；
2.设计实验：设计和制造IMU，研发相应的无线传感器网络，并实现组合导航系统；
3.数据采集：搜集实验所需要的数据，包括IMU数据、WSN数据、GPS数据等；
4.算法分析：分析组合导航算法的优缺点和适用范围，对算法进行改进和优化；
5.实验验证：进行实验验证和仿真分析，评估系统性能和算法效果。
四、研究计划
1.第1-2个月：初步了解INSWSN组合导航技术，研究相关的技术原理和发展趋势，制定初步的实验方案；
2.第3-6个月：设计和制造IMU，改进和优化WSN技术，实现组合导航系统，并进行初步的算法验证；
3.第7-9个月：利用所设计的系统进行实验验证，测试算法的准确度和可靠性；
4.第10-12个月：分析实验结果，改进系统的设计和算法，并进行性能评估和参数优化。
五、预期结果及影响
通过本次研究，预期可以实现以下成果：
1.了解INSWSN组合导航技术的工作原理和算法；
2.利用自主设计的IMU与WSN设备,实现INSWSN组合导航系统原型，并进行实验验证，评估其定位精度和性能；
3.对组合导航算法进行改进，提高精度和可靠性；
4.实现一套基于INSWSN组合导航的定位系统，为室内定位、地下定位等应用场景提供更加可靠的导航手段。
5.对相关技术发展具有推动作用。
六、参考文献
1.Kubacki,S.,Reicher,J.,Pedersen,T.,&Christensen,M.(2016).DesignandimplementationofINS/GNSS-Vehiclesensorsystemforlandvehicles.Sensors,16(6),928.
2.Zhou,Y.,Guan,Y.,&Wang,L.(2018).ResearchonIMUerrorcalibrationforINS/GNSSintegratednavigationsystem.Mechatronics,53,8-15.
3.ZhangYC,XiongL.(2016).Betterindoorlocation:Asurvey[J].IEEESignalProcessingMagazine,33(2),14-34.
4.LiuH,DarabiH,BanerjeeP,etal.(2007).Surveyofwirelessindoorpositioningtechniquesandsystems.IEEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics,PartC(ApplicationsandReviews),37(6),1067-1080.
5.Deng,Y.,Yuan,W.,&Liu,J.(2013).AnovelINS/GNSStightl