基于GPS基线向量的舰载火箭弹姿态测量方法

提出一种利用GPS载波信号相位差测量技术进行实时确定弹体姿态的方法。通过对载波相位差测量航向和姿态原理的分析,建立GPS姿态确定的单差模型,推导采用GPS多天线姿态测量技术实时获取弹体飞行姿态的解算算法,应用最小二乘法估计解算基线向量,然后对GPS姿态估计算法进行仿真计算。仿真结果验证了模型、算法的正确性和有效性。     

GPS舰船测姿系统的天线布局研究

GPS测姿是一种基于GPS载波相位测量的新技术,利用GPS测量舰船姿态具有良好的应用前景。GPS测姿的精度与基线的长度和基线夹角密切相关。介绍了用GPS测量舰船姿态的基础概念和基本原理,用直接法对舰船的姿态角进行解算,在此基础上,推导了姿态解算的误差估计模型,分析了GPS测姿精度与基线长度和基线夹角的关系,发现适当增加基线长度,并使2条基线正交分布,可以提高舰船姿态的测量精度。最后用仿真试验对推导结论进行验证,试验结果与推导的结论一致,为GPS测量舰船姿态的天线布局提供理论参考。     

一种改进的基于GPS某型舰船姿态解算算法

载波相位GPS测姿实施中,其姿态解算是核心技术之一,目前有多种姿态解算算法,其中对于单基线姿态测量,直接算法因具有原理简单、计算速度快、实时性好等特点被广泛应用。但在舰船测姿实施中,对姿态角的测量会产生一定的误差。采用直接算法在解算中没有对粗大误差和GPS信号缺失进行处理,使得解算结果误差较大。因此提出一种改进的舰船姿态解算算法即基于自适应卡尔曼滤波的姿态解算算法。建立航向角和纵摇角的解算模型,从理论上推导了基线越长,航向角测量精度越高;航向角的解算精度比纵摇角的解算精度高;基于自适应卡尔曼滤波的姿态解算算法的解算精度比直接法的解算精度高。通过仿真实验,对上述推理进行验证,航向角的解算精度比纵摇角的结算精度高出一个数量级;改进算法的解算精度比直接算法的解算精度高出一个数量级。     

舰船GPS航姿测量技术研究

本文介绍了全球定位系统(GPS)在舰船航姿测量系统中的应用及发展简史,重点论述了应用GPS载波相位差技术进行航向姿态解算的原理、存在的主要问题及解决方法.最后指出了利用GPS系统与惯性导航系统相组合,研制导航和定姿一体化、微型化的综合智能系统这一发展前景.     

舰船GPS航资测量技术研究

本文介绍了全球定位系统（GPS）在舰船航姿测量系统中的应用及发展简史，重点论述了应用GPS载波相位差技术进行航向姿态解算的原理，存在的主要问题及解决方法，最后指出了利用GP系统与惯性导航系统相结合，研制导航和定姿一体化，微型化的综合智能系统这一发展前景。     

基于测姿GPS及电子罗盘组合的姿态估计算法

针对低成本姿态测量应用需求,研究了由测姿GPS与电子罗盘组合的姿态估计算法。以捷联姿态误差模型为基础,利用等效倾角误差表示姿态误差,引入角速率误差作为状态参量,通过四元数微分方程推导等效倾角误差传递模型。从GPS双差载波相位测量方程和电子罗盘地磁矢量方程出发,从观测量的物理意义出发推导了等效倾角误差为状态参量的非线性观测方程。采用扩展卡尔曼滤波对姿态参数进行状态估计。车载实验表明该算法能够有效地提高姿态测量精度和系统的鲁棒性,具有较好的实用性。     

一种新型弹体飞行姿态角解算方法

为了解决弹体姿态解算问题,提出了一种利用三轴地磁传感器测定弹体姿态角的新方法。该方法利用构建的弹体姿态数学模型,分别推导出弹体滚转角、弹体俯仰角、弹体磁航向角的解算方程。仿真结果表明:该方法可以实现旋转弹体姿态滚转角、俯仰角和磁航向角的测量,并有效的抑制了误差,实用价值性高。     

基于实时精密单点定位的长距离航道潮位控制方案

应用实时PPP技术解决长距离航道潮位控制问题,首先需要理解PPP技术的原理、解算模型及模型精度,采用实时连续参考站提供的高精度钟差及卫星轨道误差对GPS采集数据改正即可得到实时PPP测量数据;通过实时PPP测得的GPS高再经姿态改正、潮位提取、基准面转换等步骤获得潮位。     

基于GPS多天线的载体姿态测量技术研究

利用GPS进行载体姿态测量是近年来新发展起来的一项GPS应用技术,并越来越多的应用于各行各业、航天等行业,尤其被用于舰船或飞行器姿态的确定。文中论述了应用GPS技术进行载体姿态解算的基本原理,并进行静态和低动态的实验。     

一种基于FFT的GPS信号快速捕获算法

在与传统的时域串行搜索捕获算法比较的基础之上,分析了利用FFT实现C/A码初始相位和载波多普勒频移快速捕获的频域圆周相关算法模型.并对该算法进行了仿真验证,成功地解算出C/A码初始相位和载波多普勒频移.实验证明圆周相关算法可实现GPS信号的快速捕获,是一种适合于GPS软件接收机工程实现的算法.     

区间平滑在船用INS/GPS姿态组合导航系统事后评估中的应用

组合导航系统事后区间平滑算法处理数据精度较在线滤波算法高,通常以经过事后处理的惯导状态信息作参考,对中低精度的舰船导航设备工作性能进行评估。在以速度、位置作为观测量的INS/GPS量测方程的基础上,增加姿态外部修正信息,采用固定区间平滑算法进行处理得出高精度的评估数据,进而分析舰船导航设备的数据输出精度。仿真分析结果表明,增加姿态信息并结合固定区间最优平滑算法的处理方法,可以使系统的姿态测量精度获得大幅度提高,并能克服最优滤波对平台误差角初期估计精度低的缺点,可以作为一种评估舰船导航设备工作性能的事后分析方法。     

舰载火箭弹弹道重构与模型验证

为了验证火箭弹系统六自由度仿真模型的可信性,建立用于弹道重构的系统状态模型和基于GPS观测数据的量测模型,运用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法和TIC不等式系数法,探讨仿真模型静、动态性能的验证方法。以某型舰载火箭弹系统为研究对象,通过重构火箭弹飞行状态的误差参数,对其仿真模型进行定量验证。仿真结果表明,利用弹道重构方法对六自由度弹道仿真模型进行验证是有效的。     

潜航器轨迹跟踪与航向预测算法

海况条件较差时,基于水下单点GPS定位系统的潜航器实时定位有较大测量误差,不利于潜航器的轨迹跟踪与航向预测。针对误差服从高斯分布的水下单点GPS定位系统,提出基于改进型扩展卡尔曼滤波算法的GPS跟踪方法和基于回归分析算法的航向预测方法。通过测试与仿真,对定位设备采集到的数据进行对比分析,试验结果表明,上述算法显著提高了轨迹测量精度与航向跟踪能力,准确绘制出了潜航器的实时航行轨迹与航向预测线,可应用于潜航器的轨迹跟踪项目中。     

舰载GPS航姿测量中卫星位置的计算与最优星座的选取

该文给出了在GPS航姿测量算法研究中的卫星位置计算的整个过程,数据处理采用RINEX标准输入格式,所得结果形象直观,便于分析。在此基础上提出了一种选择最优星座的方法。作为试验算例,最后给出了以广播星历参数为基础的GPS航姿测量中最优星座的选取结果。     

舰船摇摆下的舰载火箭弹初始扰动可能域

建立了舰载火箭弹半约束期运动方程,分析了由舰船摇摆运动产生的惯性过载.通过有限幅值随机激励仿真的方法,得到了某型舰载火箭弹由于舰船摇摆产生的初始扰动的可能域,对研究该火箭弹的初始姿态具有参考意义.     

基于优化旋转矢量双子样算法的捷联惯导姿态解算

在捷联惯导系统中,姿态更新算法会对导航精度产生至关重要的影响.旋转矢量法在抑制不可交换性误差及其累积效应方面具有显著的优点.为兼顾姿态解算的实时性与精确性,文中基于旋转矢量双子样算法原理推导其误差补偿项,并进行了圆锥运动环境下的算法优化,以提高算法的动态适应性,从而形成了优化的旋转矢量双子样算法.最后通过与传统四元数法进行对比分析,表明在捷联惯导姿态解算中,采用优化旋转矢量双子样算法不仅可较好满足系统实时性要求,同时还能较明显地提高解算精度.     

惯导辅助的GPS船舶测姿系统关键技术研究

针对现有的多种周跳检测与修复、整周模糊度求解算法以及单纯GPS测姿和单纯惯导测姿的优缺点,提出了一种适合船舶姿态测定的方案。该方案结合平差原理和多普勒信息处理周跳,并对LAMBDA算法进行了改进和优化,采用多种约束信息来剔除不正确模糊度组合,最后采用基于Kalman模型进行陀螺与GPS航向角数据融合。实验结果表明,在0.497m基线条件下,航向角精度优于0.3°,俯仰角(横滚角)测量精度优于0.5°。     

GPS/SINS姿态组合系统数据空间同步方法研究

在引入了姿态观测量的基于卡尔曼滤波器的GPS／SINS组合导航系统中，GPS天线体坐标系与IMu所在的载体坐标系由于安装误差或其他原因不能完全重合，两个坐标系之间存在失准角，导致GPS与SINS输出的姿态信息在空间不同步，这将严重影响卡尔曼滤波的效果。针对这一问题进行了深入的研究，分析了姿态测量数据空间不同步的原因，给出了静态和动基座情况下标定两个坐标系位置关系的若干方法并进行仿真分析验证了其可行性。     

GPS在载体姿态测量中的应用

本文主要介绍利用ＧＰＳ进行勒体姿态测量的工作原理、有关技术及ＧＰＳ姿态测量系统的组成。利用ＧＰＳ测量姿态，精度不会随时间而降低，运用皮信号测量不涉及Ｐ码及Ｃ／Ａ码的具体结构，造反可用性（ＳＡ）和轨道误差及电离层折射误差可以忽略不计，比通过惯性猎取将更便宜、精度更高。在不远的将来，这种技术可望在某些领域代替惯性技术，或与惯性系统组合，成为一种新的高精度、高可靠性、成本低的导航系统。