基于PSD的弹道修正弹初始对准方法研究

弹道修正炮弹在进行导航控制之前,需要装定初始导航数据.本文基于双矢量确定姿态的一般原理,利用PSD光学敏感器系统测量弹丸飞行姿态,推导出载体坐标系和导航坐标系之间的转换矩阵.仿真结果表明,利用这种方法实现的初始对准过程速度快,能够有效地解决弹道修正弹的初始对准问题.     

捷联惯导系统动基座初始对准研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析.并采用卡尔曼滤波技术,对系统在各种运动基座初始对准情况下的平台误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线,比较了静基座与在这些运动情况下的卡尔曼滤波器的估计效果.仿真结果表明,在捷联惯导系统动基座初始对准过程中,可以通过载体线运动和角运动的改变来提高系统的可观测性和状态变量的可观测度,从而提高估计的精度和速度.     

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析与研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型，利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析，定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响结果。分析结果表明，在动基座对准过程中，无论载体是线运动还是角运动，在一定条件下都能够提高系统的可观测性，进而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度。并采用卡尔曼滤波方法，对平台误差角进行了估计，给出了仿真曲线，验证了分析结论。这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础。     

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析与研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析,定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响结果.分析结果表明,在动基座对准过程中,无论载体是线运动还是角运动,在一定条件下都能够提高系统的可观测性,进而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度.并采用卡尔曼滤波方法,对平台误差角进行了估计,给出了仿真曲线,验证了分析结论.这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础.     

捷联惯导系统动基座初始对准中的可观测性分析

用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行分析.定性地得出了载体的各种机动特性对捷联系统对准过程可观测性的影响结果.采用卡尔曼滤波法, 对平台误差角进行了估计, 给出了仿真曲线.结果表明, 动基座对准过程中, 载体的线运动和角运动在一定条件下能提高系统的可观测性, 从而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度.这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础.     

非线性EKF对准方法进行正逆向分析的应用

文中提出一种逆向非线性EKF快速对准方法,该方法考虑了大失准角情况下捷联惯导误差模型的非线性特征,讨论了线性KF模型的不合理性,实现了基于EKF非线性滤波的正逆向对准。其实质是将惯导数据采集保存后,利用计算机的高速计算性能,反复对所保存的数据段进行正逆向分析,实现对准。为了验证文中算法的有效性和可行性,分别利用惯导仿真数据和实测惯导数据进行初始对准,并将文中算法与基于卡尔曼滤波的正逆向对准方法进行比较,结果表明,利用较少量的数据段通过正逆向分析也能够实现对准的目的,由于正逆向分析加剧了模型的非线性,基于扩展的EKF正逆向对准方法的精度要明显优于KF正逆向对准方法     

大航向误差下动基座初始对准方法

针对大航向误差下捷联惯性导航系统(SINS)动基座初始对准问题,以方位失准角的三角函数作为状态变量进行建模,在指北方位坐标系下推导了系统的误差方程,并利用GPS提供的导航位置信息作为参考量,分别建立了粗对准和精对准的滤波模型。在粗对准完成后,失准角收敛至小角度范围,可利用经典的小角度惯导误差方程进一步进行精对准,提高精度。最后,动基座条件下的仿真结果表明了在较大的方位失准角下,系统各状态量的粗对准滤波精度可达到10-2量级甚至更高,且具有较快的收敛速度,验证了所提方案的正确性和有效性。     

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析.定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响.采用卡尔曼滤波方法,对平台误差角进行了估计,给出了仿真曲线,验证了分析结论.     

基于时间延迟的GPS辅助空中快速对准算法

目前动基座对准问题的解决方案大都基于惯性系,但这些方案需要存储导航期间惯性系矢量信息,且大都没有考虑时间延迟的存在。文中通过插值、外推的方法对GPS时间延迟进行补偿,然后通过机载动基座快速最优姿态矩阵(fast optimal attitude matrix,FOAM)对准算法进行快速空中对准。最后通过仿真表明,经过时间延迟补偿的对准结果明显优于未经过补偿的。     

最优平滑技术应用于传递对准惯导系统的初始对准精度试验估计

本文讨论了一种动基座使用的子惯导系统的初始对准确 精度评估方法，提出利用INS或差分GPS等参数考 系统与被试系统组成一个机载导航数据测试系统，采用卡尔曼最优平滑滑技术，通过飞行试验实时记录和事后处理测试系统导航数据，来获得取高精度导航定位与初始对准参数估计的方法。     

里程计辅助的 SINS 行进间对准方法

为实现车载捷联惯导系统在行驶条件下的初始对准,提高车载武器系统的机动能力,提出一种里程计辅 助的捷联惯导系统行进间自主式对准方法。通过推导载体坐标系下的速度积分方程,利用姿态矩阵的链式法则,将 惯导初始对准转化为初始姿态的最优确定问题,进而采用 QUEST 算法求取初始姿态矩阵,并给出了算法的离散化递 推模型,实现了导航前一刻的行进间自主对准。仿真结果表明：该算法在无需任何先验姿态信息的条件下,能实现 捷联惯导系统的行进间快速高精度对准。     

一种简化的发射系下SINS/GPS/CNS组合导航系统无迹卡尔曼滤波算法

在弹载等高动态环境下组合导航系统状态方程具有强非线性,且各状态相互耦合影响,传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法因忽略高阶项相互影响,其模型线性化展开会导致模型不准确引起导航精度下降;无迹卡尔曼滤波（UKF）算法能有效避免引入线性化误差,却存在因组合导航系统维数过高引起大量粒子递推滤波计算复杂而影响算法实时性的问题。为此,针对发射惯性系下弹载组合导航系统对滤波算法高实时性和高精确性的要求,设计了一种简化UKF(SUKF)算法,SUKF算法通过对导航系统的状态参数直接进行建模估计,解决了传统UKF算法实时性差的问题,同时继承了传统UKF算法无需模型一阶线性化展开的优点,提高了导航系统的精度。算法仿真结果表明,SUKF算法有效提高了系统解算的实时性和滤波精度,非常适合用于实际工程系统。     

发射系下SINS/GPS 组合导航系统的算法研究

基于地理坐标系下的传统捷联惯性导航系统无法直接获取发射系下的导航参数,难以满足空天飞行器等高轨道飞行器对高精度、高可靠性导航系统的需求,研究了发射系下捷联惯性导航算法.搭建了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SINS/GPS组合导航模型,传感器获取的导航量测信息直接在发射系下进行捷联惯导解算,为飞行器等提供位置、姿态等信息.采用STM32、XSENS惯性器件和GPS接收机构建相应的算法验证平台.实验结果表明:发射系下的SINS/GPS组合导航系统能提供较高的导航精度,从而验证了发射系下的SINS/GPS组合导航系统算法的正确性与合理性.     

捷联惯导系统传递对准中的时间补偿算法

为了减小或消除时间延迟的影响,提高系统动基座传递对准精度,提出了一种捷联惯导系统传递对准过程中对主、子惯导间信息传输时间延迟的补偿算法。该算法利用子惯导导航解算过程中的相关数据和延迟时间,对传递信息中因时间延迟产生的误差进行补偿修正,并用修正后的主惯导信息进行动基座传递对准。车载试验结果证明,该方法可有效提高系统传递对准精度,减小传递对准时间,补偿算法有效可行。     

单领航者相对位移测量的多自主水下航行器协同导航

针对单领航自主水下航行器(AUV)协同导航系统对定位精度和实时性的要求,提出了一种新的基于相对位移量测信息的协同导航方法.通过分析单领航AUV协同导航系统的定位原理和运动学模型,结合相邻采样时刻主、从AUV间相对位置的几何关系及航位推算信息,利用扩展的Kalman滤波(EKF)导航算法实现对从AUV的定位估计.与已有的...     

基于低成本传感器的航弹组合导航算法

为了降低航弹成本、提升装备效费比,以低成本航空制导炸弹的组合导航系统为研究对象进行算法研究.利用扩展卡尔曼滤波算法构建以MEMS陀螺和加速计为核心,GPS辅助的低成本、高精度组合导航系统,采用无人机飞行试验对该系统的导航性能进行评估,得出误差数据,并与纯惯性导航结果相对比.实验结果表明:该导航系统定位精度能达到2 m以内,系统解算精度满足航空制导炸弹飞行要求,对常规航弹制导化改造具有工程实际意义.     

多普勒测速仪/捷联惯导组合导航技术研究

提出了利用多普勒测速仪辅助捷联惯导系统动基座对准以及基于卡尔曼滤波的组合导航方案，并对该导航方案水上实验的结果进行了分析．实验结果表明，多普勒测速仪能够有效地抑制惯导误差随时间积累的缺点，提高了导航定位的精度．     

基于天空光偏振模式的导航姿态最优化解算方法

针对传统导航系统自主性差、抗电磁干扰能力弱的问题,本文提出一种基于天空光偏振模式的仿生导航方案。利用自主研发的偏振光传感器实现导航定向功能,并结合惯性测量单元设计了一种导航姿态最优化解算方法。现有的姿态最优化求解策略一般是采用步长固定的搜索算法,但是其直接影响了运动状态下姿态估计的准确性,为此本文采取动态步长搜索机制。实验结果表明:本文提出的算法能有效抑制陀螺仪漂移误差,而且对高频噪声干扰有明显滤除效果,表现出良好的静态性能;同时,本文提出的方法较常规算法具有更高的动态精度,进一步提高了偏振光导航系统的稳定性与可靠性,为无人机飞行控制提供更准确的参数信息。     

空空导弹捷联惯导系统极区导航算法设计

随着极区经济利益和战略意义日益凸显,空空导弹在极区作战的需求逐渐清晰。分析了捷联惯导系统指北导航算法极区工作时存在的计算溢出问题,提出了一种适应于空空导弹捷联惯导系统的基于惯性凝固格网坐标系的导航算法和传递对准算法,并设计了载机火控系统极区导航算法。数学仿真结果表明,经过载机的摇翼机动,该算法能使空空导弹捷联惯导系统的对准误差快速降低到4’以下,可以实现极区导航。     

北斗/INS 组合导航在某型装备中的应用设计

通过分析北斗卫星定位导航系统和惯性导航系统的优缺点,设计一种基于北斗/INS组合导航的系统数学模型。将北斗卫星定位导航系统和INS的信息进行组合互补,以卡尔曼滤波作为信息融合算法,选择间接法反馈校正模式设计组合系统,推导出组合导航系统的状态方程和量测方程,并根据组合导航系统的数学模型,对组合系统进行了跑车试验。试验结果表明,北斗/INS组合后的导航系统相对独立导航系统具有更高的精度。