自旋制导武器GPS／GLONASS导航的探讨与研究

主要针对制导武器的特殊运动规律，对采用GPS／GLONASS来改善制导进行探讨和研究，而弥补单一卫星网的动态性能低的缺陷，实现制导武器的高精度实时导航与控制。     

SPKF滤波算法在紧耦合GPS/INS组合导航系统中的应用

根据SPKF滤波理论,建立捷联惯导系统在地理坐标系中的误差方程和GPS导航定位的误差模型,设计了GPS/INS的SPKF滤波器。该系统中含有位置误差、速度误差、平台误差角、陀螺漂移、加速度计偏差等17维状态。利用伪距、伪距率的观测信息对全部状态进行观测。对组合导航系统进行了动态仿真,仿真结果表明系统估计状态的导航精度高,系统的鲁棒性好。     

飞行力学导航法探讨

针对一般组合导航系统的缺陷，本文提出飞行力学导航法这一新的组合导航概念并具体设计了GPS／运动方程组合方案。飞行力学导航法是一种在不增加硬件设备的情况下，单纯用软件（运动方程）明显改善原导航系统性能的导航方案。本文给出了飞行力学导航法的定义，并分析了其适用范围和特点。分析了传统运动方程建模中的各种误差源，推导了包含误差源在内的飞行器扰动方程，并得出其解析解。建立了GPS／运动方程组合系统状态方程的观测方程，并进行仿真，验证了其可行性。仿真结果表明，GPS／运动方程组合系统导航精度高于GPS，而且较单独GPS增加了信息冗余度。     

基于小波降噪误差方差模型的GPS/SINS组合导航技术

为进一步提高GPS/SINS组合导航系统的精度,对基于小波降噪误差方差模型的GPS/SINS组合导航技术进行研究。根据小波多尺度理论,分析了小波降噪前后信息的误差方差模型间的理论关系,推导出在小波多尺度分析中平滑信号误差的理论方差模型,将该理论模型引入到GPS后,试验分析证明理论分析与试验结果基本一致;然后以该理论模型为基础,提出了基于小波降噪误差方程模型的GPS/SINS组合导航系统并进行了静态试验验证。试验结果表明,该模型能显著地提高组合导航系统各项导航参数的精度。     

SINS/伪卫星组合导航系统

GPS能够提供全天候的实时高精度定位，但有时GPS系统不能工作，伪卫星的引入可以解决这一问题。文中研究了伪卫星导航原理，分析了伪卫星导航系统存在的问题以及解决方法。研究了SINS／伪卫星组合导航系统，给出了组合导航方案、误差方程和卡尔曼滤波算法，并进行了仿真研究。仿真结果表明．SINS／伪卫星组合导航系统可以有效抑制惯导系统的误差发散。伪卫星在GPS不可用时提供了另一种可行的区域导航定位方案。     

INS／GPS组合导航模糊控制方案

提出了一种利用模糊控制原理实现INS／GPS组合导航的方案，利用INS的短时高精度和GPS的误差不随时间积累的特性，使用模糊控制原理对两者进行组合，实现提高导航精度的目的。     

导航卫星系统在军事上的应用

美国GPS和俄罗斯GLONASS是两个完整独立的全球卫星导航定位系统，欧洲GALILEO是欧洲自主独立的全球多模式卫星定位导航系统。系统太部分GPS接受模块是通过RS232串口与MCU进行数据传输的，将定位信息从卫星定位系统接收机传送到计算机中进行信息提取处理，这些数据包括经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息。以C^＋＋ Builder6．0环境下，探讨一种基于TComm组件的GPS卫星定位数据接收方法，提出了一种基于TComm组件的快速高效的数据接收方法。     

组合GPS／GLOANSS加权单点定位方法

提出了一种基于验后估计法定权的组合GPS／GLOANSS单点定位方法，研究表明，该方法理论上严格，实践上可行，比根据经验给GPS／GLONASS组合观测量值定权权合理，该方法可以推广到组合GPS／GLOANSS伪距和载波相位相对定位。     

基于量测多尺度预处理的GPS/SINS组合导航系统

针对GPS／SINs组合导航系统的信息融合问题,运用多尺度分析的思想,结合传统的Kalman滤波方法,提出了基于量测多尺度预处理的Kalman滤波算法。将上述方法引入到GPS／SINS组合导航系统中,并通过实际的静态试验给予验证。试验结果表明,该方法是一种有效的预处理方法,使组合导航系统的各项导航参数精度得到了显著提高。     

GPS/INS组合导航系统的研究

文中叙述了GPS和INS的综合模式以及组合导航的误差模型,并且利用卡尔曼滤波对GPS和INS信息进行建模及仿真,说明GPS/INS组合系统不但可以提高制导精度,还可以估计制导误差.     

地面系下的GPS/SINS组合导航算法设计

从惯性导航误差方程着手,推导出了地面坐标系下的组合导航算法状态方程和量测方程,并给出了Kalman滤波的计算方程,通过仿真验证了组合导航算法的滤波性能。     

差分GPS/SINS超紧组合在线标定与误差补偿方案设计

为了进一步提高GPS/SINS超紧组合系统的导航和误差标定精度,设计了一种基于载波相位差分的GPS/SINS超紧组合导航系统方案。一方面,超紧组合通过SINS对GPS跟踪环路的辅助,可以降低载波环路噪声带宽,减小码相关间隔,提高载波环和码环的跟踪精度;另一方面,载波相位提供高精度量测信息作为组合导航观测量,能够准确标定和补偿IMU常值误差,进一步提高了组合系统的导航精度。     

一种基于UKF的MEMS／GPS组合导航算法

针对微电子机械（MEMS）／全球定位（GPS）组合导航系统中,强非线性引起的扩展卡尔曼滤波（EKF）~-航精度不高、滤波性能不稳定、收敛速度慢等问题,研究了MEMS／GPS组合导航系统无迹卡尔曼滤波（UKF）算法,避免了EKF繁重的求导计算。本文对2种滤波方法进行了仿真比较,结果表明,用UKF的组合导航系统的误差收敛速度比EKF快,精度也比EKF高,UKF算法更适合于MEMS／GPS组合导航。     

一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助微机械捷联惯性导航系统/全球定位系统超紧组合导航系统

为解决高动态、恶劣全球定位系统（GPS）环境下微机械捷联惯性导航系统（MEMS-SINS）/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-SINS/GPS超紧组合系统中,提高了平台失准角的可观测性;推导了系统的状态方程和量测方程,使用模糊控制方法对两个子滤波器的导航结果进行信息融合。通过数字仿真验证了该系统方案设计的可行性：当GPS信号受到强噪声或多径干扰造成跟踪精度下降时,双目视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合系统可以有效降低导航误差,系统位置误差和速度误差分别保持在5.0 m和0.5 m/s以内,有效地解决了低空飞行器在GPS信号被遮挡或干扰情况下的导航问题。     

自适应钟差模型在GPS/INS深组合中的应用研究

针对GPS/INS深组合系统中GPS接收机误差状态模型难以确定的问题,文中提出了一种自适应的时钟误差模型.该模型可以根据GPS接收机钟差的变化规律而自适应调节模型参数.通过GPS/INS深组合导航系统将传统的固定参数多项式模型与该自适应钟差模型进行半物理仿真比较,结果表明文中提出的模型能有效提高组合系统的导航精度和可靠性.     

基于条件数理论的高维组合导航系统可观测性分析

为了更好地完善惯导系统误差补偿和抑制技术,对SINS/GPS组合导航系统进行可观测性分析,从而对系统误差进行补偿,提高导航精度。利用分段线性定常理论得到系统的提取可观测性矩阵,再计算该矩阵的条件数,根据条件数分析在不同量测及不同机动方式下系统的可观测性。针对SINS/GPS组合导航系统,建立高维数学模型,设置复杂运动轨迹,比较不同量测下误差源的可观测性。仿真结果表明:与机动方式的激励作用相比,增加量测能更有效地提高系统的可观测性。     

某型无人机归航目标距异常原因分析及改进

针对某型无人机在使用过程中出现的归航目标距异常现象,从目标距计算原理及飞控导航微处理器工作机理入手,分析了异常现象发生的原因,定位了产生故障的源头,得出了归航目标距异常是由GPS定位原点数据漂移所致的结论,采用对GPS原点定位数据进行双重备份比较判读的方法加以改进,完成了地面静态拷机、发动机启动试车及动态飞行试验。试验结果表明归航目标距显示正常,故障得到解决,同时也表明故障原因定位准确以及改进方法可行有效。     

推导了采用6个加速度构建无陀螺惯性导航系统的位置参数解算方程,分析了6加速度计的无陀螺惯性导航系统中加速度计对准误差与位置解算误差的关系,并推导出了位置误差的解析式。针对不同情况,通过仿真试验,发现对准误差对位置计算误差影响显著,且在相同对准误差条件下,位置解算误差随加速度计的安装距离增大而减少的特性。 基于载波相位的高精度惯性组合导航系统研究

研究了一种利用GPS差分载波相位和惯导组合构成高精度组合导航系统的算法,建立了以载波相位双差观测量对惯导位置误差直接进行观测的数学模型,利用卡尔曼滤波器进行数据融合,可以达到厘米级的组合导航系统定位精度。同时,为了解决使用GPS载波相位观测量过程中出现的周跳问题,文中充分利用由该组合方案得到的高精度定位信息以及惯导在短时间内可保持高精度的特点,提出了迅速修复周跳和重新确定整周模糊度的方法,并通过仿真验证。