GPS接收机同现有惯导系统组合

目前正在使用许多平台型和环形激光捷联型惯性导航系统(INS)。本文讨论在这些系统中装一个小型GPS接收机的必要性和可能性。微处理机、门阵列和面安装装置等技术上的进展可使现有的NIS电子线路置于一个缩小的空间中。在许多情况下,剩下的空间足可装进一个小型的GPS接收机。在INS中配置GPS接收机能解决常用系统的许多组合问题。由于数据等待时间短和良好控制,能实现GPS和INS之间的紧密配合。在这样的结构中,容易实现GPS的速率辅助。因为GPS和INS的所有数据可同时使用,所以这个方法也可导致适应性和整个性能的提高。虽然组合INS/GPS的方法没有增加重复度,但确实可以提高性能,简化结构。我们的讨论主要集中于军事系统。不过,所荐用的技术也适用于工业设备。     

防区外发射对陆攻击导弹的GPS/INS组合制导系统

详细阐述了防区外发射对陆攻击导弹(SLAM)所采用的全球定位系统(GPS)/惯性导航系统(INS)电子设备和软件的组合方法,并说明导致采用这种方法的设计权衡。独具特色的SLAM GPS/INS电子设备构型是由巳有的捕鲸叉导弹的中段制导装置(包括捷联式惯性传感器组件和数据处理器)与洛克韦尔—柯林斯公司的单通道,顺序式GPS接收机处理器单元综合而成的。接收机处理器单元不仅包括GPS接收机,还包括执行SLAM导航任务和卡尔曼滤波算法及其它制导算法(包括导引头瞄准)的导航处理器。还介绍了SLAM的GPS辅助INS系统的飞行试验结果。     

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.     

GPS/INS组合导航系统的研制及飞行鉴定

把低成本捷联式惯性测量装置(IMU)和单通道P码全球定位系统(GPS)接收机加以组合可提供精确的导航解,并具有对飞行中IMU进行校准和对准的能力。这种组合系统利用惯性导航系统(INS)的速度来辅助GPS进行搜索和跟踪,而GPS的测量值用来估算IMU的误差。本文介绍了一种分离数据技术,这种技术可使GPS卡尔曼滤波器和INS卡尔曼滤波器不依赖卫星瞄准线伪距和距离变化测量值而独立工作。这个系统用GPS接收机和INS计算机各自的硬件为GPS或IMU单独导航提供了模块性和反向工作模式。当GPS接收机的工作周期小于四颗卫星的覆盖范围时,也用气压高度计数据来扩展它的工作范围。本文介绍了从YPG激光试验靶场得到的飞行数据。这些试验结果显示了期望的导航精度和转移对准能力。     

具有插件式GPS接收机的惯导系统

美国国防部已经收到杭尼韦尔公司的首批具有插件式GPS接收机的惯导系统(INS)。这种INS加插件式GPS的组合据认为是第一种适合军用的装置。首批三个生产型装置的实验室和车载试验已于1992年     

抗差估计及Allan方差在车载组合导航系统中的应用研究

针对组合导航系统中全球定位系统(GPS)信号易丢失和干扰、惯性导航系统(INS)无法长时间单独工作的问题,通过采用带故障检测和隔离的导航算法解决GPS 数据异常的问题,有效提高系统的可靠性;同时当GPS 卫星信号短时间丢失时,利用Allan 方差分析方法确定惯性传感器误差并进行补偿,使纯INS 能够在一定精度内独立工作相对长的一段时间。车载试验结果表明:该方法能够保证组合导航系统的可靠性,且在GPS 信号短时间丢失情况下提高了纯惯导系统的导航性能。     

INS/GPS导航中联邦卡尔曼滤波算法

根据INS(惯性导航系统)和GPS(全球定位系统)不同的特点,将两者组合起来,在阐述联邦卡尔曼滤波原理基础上,设计了INS/GPS组合导航系统的滤波算法.对该组合系统的联邦卡尔曼滤波算法进行了仿真,仿真结果表明:在INS/GPS组合导航系统中采用联邦卡尔曼滤波,不仅提高了定位精度,而且保证了滤波的快速性.     

一种基于INS/GPS的无人机组合导航控制系统的设计

惯性导航(INS)和全球定位导航(GPS)是现代航空中应用广泛的两种导航控制技术.运用组合导航控制技术, 将INS与GPS两者有机组合, 能很好地克服各自缺点,形成优势互补结构.介绍了一种低成本姿态确定INS/GPS组合导航系统, 并引入了卡尔曼滤波和故障检测和隔离技术, 有效地提高了导航系统的性能和精度, 从而构成比较理想的组合导航控制系统.     

基于低通滤波技术的GPS/INS 组合导航

针对GPS/INS组合导航系统中的惯性导航系统(inertial navigation system,INS)存在的随机误差的问题,研究了一种通过低通滤波器减弱或消除GPS/INS组合导航系统高频噪声的方法。分析了陀螺仪与加速度计在三轴方向上的误差源及其相关性,给出无人机组合导航系统中GPS/INS组合导航误差模型,针对INS数据中所含的高频误差,构造了低通滤波器以消除其对导航精度的影响;并通过实测Matlab/Simulink仿真与实测GPS/INS导航数据验证该低通滤波器性能。试验结果表明:采用低通滤波处理INS高频误差显著改善了位置精度,三轴方向上精度分别提高了25%、22%和21%。     

GPS/INS组合导航系统中接收机时钟误差处理研究

针对GPS/INS深组合中接收机时钟误差模型无法精确确定的问题,提出了一种基于时间差分的钟差推算新方法,利用相邻时刻观测量公共误差基本相同的特点,来实时推算接收机的钟差,仿真表明该方法具有较高的推算精度,并且能够消除接收机钟跳特性带来的预测困难。通过GPS/INS深组合导航系统与传统的时钟误差模型进行半物理仿真比较,表明本文提出的方法能有效提高组合系统的健壮性,消除接收机钟跳对滤波器稳定性的影响,并能显著提高系统的精度。     

GPS/INS超紧组合系统综述

介绍了GPS/INS超紧组合系统的概念,按照结构与信息处理方式的不同将超紧组合系统分为INS辅助GPS超紧组合、相关深组合和非相关深组合三种模式,在给出不同模式超紧组合系统结构的基础上对比分析了各自的特点,综述了GPS/INS超紧组合系统的国内外发展现状,指出超紧组合系统的关键技术与未来的发展方向。     

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.     

INS／GPS导航中联邦卡尔曼滤波算法

根据INS（惯性导航系统）和GPS（全球定位系统）不同的特点，将两者组合起来，在阐述联邦卡尔曼滤波原理基础上。设计了INS／GPS组合导航系统的滤波算法。对该组合系统的联邦卡尔曼滤波算法进行了仿真，仿真结果表明：在INS／GPS组合导航系统中采用联邦卡尔曼滤波，不仅提高了定位精度。而且保证了滤波的快速性。     

GPS/SINS组合系统

简要介绍了捷联惯导系统(SINS)和导航星全球定位系统(GPS)结构原理,并提出GPS/SINS组合系统的应用和原理。着重论述了GPS系统的优点以及GPS/SINS组合系统应用的价值,提出战术导弹采用GPSC/A码动态接收机是修正低成本、低精度SINS系统误差的好方法;指出GPS/SINS组合系统是实用的、性价比优良的组合制导系统,有着广阔的应用前途。     

基于动态判断的组合导航性能改进方法

针对微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)-惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)/全球定位系统(Global Positioning System,GPS)组合导航在城市车载导航应用中的定姿性能和GPS中断时的定位性能精度较差的问题,提出了一种基于动态判断的组合导航性能改进方法。该方法将车辆的动态分为三种,并设置了车辆在各个动态下的姿态约束和运动模型,然后利用惯性元件的输出判断出当前动态,并选择对应动态的姿态约束实时修正MEMS-INS定姿结果。当GPS中断时,则选择相应的运动模型进行定位推算,以便控制MEMS-INS定位误差。通过实验证明,该方法有效改进了MEMS-INS/GPS车载组合导航的性能。     

INS/GPS技术趋势

集中讨论了惯性器件、GPS、INS／GPS组合系统的精度、技术发展趋势以及对干扰的一些思考，这些技术将促成精度优于1m的导航系统。在惯性器件方面，介绍了主流的惯性器件技术，预测了未来的惯性器件及惯性导航系统的发展，阐述了计划中的GPS精度增强措施，描述了INS／GPS深组合的趋势，探讨了其组合互补优势，枚举了几个干扰影响的实例并介绍了有望提高系统鲁棒性的一些技术的发展趋势。     

GPS制导武器的干扰与抗干扰

在当今世界上,美国拥有全球定位卫星的控制权,其大多数精确制导武器都采用了GPS全球定位系统制导方式,并且还利用惯性导航系统(INS)进行弹道校正。导弹发射后,GPS系统会立刻对其飞行方向进行导引,使其向着目标飞去。在导弹飞行期间的某一特定时间里,弹载GPS接收机接收来自GPS卫星群即时传来的位置修正信息,并把它们传递给弹载的INS系统,以调整导弹的飞行路线,因此精确制导武     

GPS/IRS组合式导航系统的设计方法

安装在商用惯性基准系统(IRS)里的GPS接收机样机的研制与试验目前已经完成。1986年的飞行试验验证了机动飞行时的动态性能、在低信噪比环境下的工作情况、以及使用BIOCK I GPS卫星,典型精度为20～30m,卫星仰角为零度时的工作情况。还验证了高度和时钟辅助的作用。用GPS与IRS组合设计方法克服了惯性系统许多公认的缺点(包括无界位置误差和自动驾驶仪的初始化)以及单独的GPS的缺点(例如不良的卫星轨道几何关系,动态噪声和卫星遮拦)。本文阐述GPS/IRS组合在一起的优点以及设计方法,本文还总结了GPS接收机样机的一些试验结果。     

基于GPS和INS数据融合的复合精确制导技术

针对复合精确制导问题, 提出了一种数据融合算法, 该方法是一种可将GPS和INS融合制导的技术.该技术将GPS和INS相融合, 使两种系统优势互补, 提高制导性能.通过对GPS和INS数据融合的仿真, 证实了该数据融合算法融合效果好, 并可将GPS和INS融合技术应用于复合精确制导.     

联邦卡尔曼滤波在INS＼GPS组合导航中的应用

介绍了INS＼GPS组合导航系统的优点;根据联邦卡尔曼滤波原理,设计了INS＼GPS组合导航系统的滤波算法;对该组合系统的联邦卡尔曼滤波算法进行了仿真;仿真结果表明,在INS＼GPS组合导航系统中采用联邦卡尔曼滤波,不仅提高了定位精度,而且保证了滤波的快速性.