一种改进的重叠式三子样圆锥误差补偿算法

针对增加子样数会降低系统姿态更新频率、引入较大的圆锥误差,提高采样频率会增加导航计算机的硬件负担的问题,提出一种改进的圆锥误差补偿算法。利用前两个计算周期陀螺输出的角增量信息和当前时刻陀螺采样值通过重叠式采样的方式进行圆锥误差补偿,详细推导了重叠式三子样补偿算法的公式,根据算法误差最小准则得到补偿系数。该算法不仅提高了系统姿态更新频率,而且减少了由等效旋转矢量算法引入的圆锥误差,达到了提高姿态解算精度的目的。     

基于MEMS的测姿定向方法研究

针对 MEMS 惯性器件精度较低,MEMS 惯导系统无法满足平台姿态精度要求的问题,本文提出了一种基于 MEMS 器件的测姿、定向方法。当载体近匀速运动时,利用加速度计和磁力计信息,采用垂直陀螺原理得到高精度的姿态信息,通过卡尔曼滤波估计出陀螺漂移,载体非近匀速运动时采用惯性姿态递推更新算法,补偿修正力矩和陀螺漂移误差,提高了载体的测姿定向精度。实验测试结果表明,采用本文的测姿定向方法后 MEMS 系统的姿态精度达到了 0.6°, 精度明显高于传统方法的精度,能够满足大多数中高精度平台的要求。     

SINS/GPS全姿态组合导航系统的UKF算法研究

将UKF算法应用于SINS/GPS全姿态组合导航系统,给出了一种GPS测量姿态角的方法,推导了姿态角误差与平台失准角之间的关系,建立了系统的非线性误差模型,设计了UKF滤波器。仿真结果表明,将UKF算法用于SINS/GPS全姿态组合导航系统可以改善系统的可观测性,提高导航精度。     

激光陀螺捷联惯导尺寸效应误差分析与补偿

在高动态条件下,加速度计尺寸效应已成为影响激光陀螺捷联惯导系统精度的重要误差源.文中从理论上分析了尺寸效应的产生机理,认为尺寸效应的产生是由于加速度计测量点不一致而引起,分析了激光陀螺机械抖动引起的尺寸效应误差.对加速度计组件在一般安装关系下的尺寸效应误差模型进行了推导.对于加速度计非正交安装情形,在常规静态标定模型基础上,推导了考虑尺寸效应后的动态标定模型.以导航速度为观测量,建立了加计组件尺寸效应误差补偿的一般模型方程.一系列的试验证明,尺寸效应补偿有效地提高了导航精度.     

基于间隔子样旋转矢量的SINS圆锥误差补偿

针对激光陀螺捷联惯导系统的圆锥误差补偿问题,研究了区别于传统多子样算法的姿态解算方法,并提出一种基于间隔子样的等效旋转矢量捷联惯导系统(SINS)圆锥误差补偿方法。该方法通过陀螺仪输出数据中临近姿态解算周期角增量的相关性分析,选取最接近于无限小转动区间的数据,进而优化等效旋转矢量的修正。激光陀螺仪实测数据姿态解算结果表明,相比于一般多子样算法,新方法在补偿精度及算法收敛性等方面均有一定优势。     

斜装激光陀螺石英加速度计标定算法研究

对斜装激光陀螺石英加速度计的标定算法进行了研究。在对斜装原理分析的基础上,分别建立了激光陀螺和石英加速度计的误差模型。基于大理石平板和速率转台,设计了基于最小二乘法的斜装标定算法。该算法省去了复杂的标定工装的设计环节,减少了误差积累,具有精度高,残差小,经济方便的优点。将该算法标定的误差参数在导航软件中进行补偿,激光陀螺精度优于0.05 (° )/h,石英加速度计精度优于5×10-5g0(g0=9.8 m/s2)的激光惯性测量装置,10 min静态导航精度优于10 m,6 min动态导航精度优于40 m。完全满足工程应用中对高精度激光惯性测量装置的参数分离要求。     

无位置输入的姿态航向算法研究

针对姿态航向参考系统中出现的无法装订初始位置信息,不能实时计算飞行器位置信息,引起的地球自转角分量误差无法补偿问题,提出了将速度和姿态误差方程中有关位置项进行简化的方法.简化后的姿态误差方程所造成的误差等效为陀螺漂移的思想,从理论上分析了简化算法因无法补偿位置项和地球自转角分量而造成的误差,设计了基于姿态角的内阻尼卡尔曼滤波器,估计陀螺漂移,修正姿态误差.实验结果表明,对于漂移为10 (°)/h的光纤陀螺构建的系统,修正后姿态精度优于0.3°,航向精度优于1°.     

捷联惯性导航系统旋转调制技术研究

捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差.该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯导系统初始对准、系统级标定等的基础.基于此,推导了以地理坐标系为导航坐标系的单轴旋转捷联惯性导航系统的导航方程和误差传播方程(位置误差方程、速度误差方程、姿态误差方程),给出了误差传播的仿真结果.仿真表明,若采用单轴旋转调制技术,陀螺仪常值漂移和加速度计零偏引起的导航误差都可以得到有效补偿,而初始位置误差、速度误差及姿态误差引起的导航误差得不到补偿.将旋转调制技术应用于捷联惯导系统,能极大地提高武器系统的长期工作精度.     

自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用

为了提高光纤陀螺捷联惯性导航系统（SINS）和全球卫星导航系统（GNSS）的组合导航精度和系统稳定性,设计了基于伪距、伪距率的紧组合导航系统模型。针对光纤陀螺的白噪声特点,以及误差不稳定性导致无法精确建模,将残差引入误差方差阵的估计中,提出了一种改进的自适应卡尔曼滤波方法。采用改进的自适应卡尔曼滤波方法滤波得到导航参数的最优估计,然后对系统进行反馈补偿校正,抑制了滤波发散问题,提高了系统的稳定性。稳态测试试验结果表明:设计的光纤陀螺SINS/GNSS 紧组合导航系统具有较好的鲁棒性;在三颗卫星的条件下,系统能够在短期内保持较高的导航精度,验证紧组合导航的优越性。     

激光陀螺捷联惯导中陀螺比例因子误差补偿技术

为了提高激光陀螺捷联惯性导航系统的导航精度,对激光陀螺的原理进行了分析和说明,重点对影响陀螺比例因子误差因素进行分析,在此基础上建立了误差补偿的精确数学模型,并针对某型激光陀螺进行了误差分析。分析结果表明,惯导系统激光陀螺的比例因子与材料介质、温度、腔长等相关,除了采用稳频技术,还需要采用旋转调制技术提高测量数据精度。转台仿真和实际测试结果证明,该比例因子修正的方法方便、可靠,姿态精度可提高约8.7″,对提高惯导测量精度具有重要意义。     

一种导航新技术:协作机会导航

现实环境下,包含多种无线电信号,当GNSS系统使用受到限制时,利用周围射频环境中的机会信号提取定位和授时信息,通过多个机会导航接收机共享信息,构建并不断完善所需信号的整体框架,形成了被称为协作机会导航的新型导航体制。本文介绍了协作机会导航的产生背景和基本思想,从环境可观测性角度,讨论了协作机会导航的实现方法,并对协作机会导航系统的应用前景进行了展望。     

北斗系统信号时域波形失真评估

卫星导航信号时域波形是空间信号质量监测和评估(SQM)的重要内容,本文利用大口径天线接收系统采集的离线数据对北斗IGSO-6卫星B1频点信号时域波形进行分析。首先提出利用基于码相位平均方法求取高信噪比的时域波形,在此基础上利用标准码片波形相关技术提取出码元波形。然后建立相关函数和码元波形的统计理论联系,利用码元波形相关函数差分析信号边沿特性,最后在时域波形上计算出所有北斗卫星的数字失真量,详细评估不同卫星数字失真规律。     

用塔康系统的区域导航定位算法

为使军用飞机实现区域导航,探讨了塔康系统满足区域导航要求的能力,提出一套基于牛顿迭代的位置估计和实际导航性能评估方案。仿真结果表明,该方法切实可行,可以满足工程应用需要。     

导航与多媒体应用

作为信息社会的三大支柱产业,PC/互联网和移动通讯产业发展已经相当成熟,而导航产业则成为当今最具发展速度的朝阳产业。     

头盔式GPS导航系统导航软件的设计

介绍在头盔式GPS导航系统的硬件平台上开发的导航软件NaviBoot,用于实现实时图上导航,具备以下功能：从GPS接收模块获得导航数据流;解析数据,计算出经纬度,海拔高度,速度,方位角,时间等信息;导入导航地图,将位置坐标显示在导航图上;同时还具有记录历史路径,查看地图信息等功能。     

北斗导航系统在船舶海上航行中的应用

现阶段，我国军舰、货轮及渔船数量不断增多，航行时间日益增长。在这种情况下，海上各种意外情况的出现，如台风侵袭、船舶搁浅等，会对其造成极大的影响。如何提高船舶在海上航行时的可控性和安全性，是现阶段面临的重要问题。北斗导航系统是我国自主研发的一种独立运行、可同其他国家卫星导航系统兼容的导航系统，是我国经济社会建设的重要基础。文中重点剖析了其在航海中的具体应用，并对其在应用中存在的问题提出了相应的解决策略，以供参考。     

基于捷联惯性导航的组合导航系统研究

分析了矿山水下轮式采煤车的定位定向导航的可实现问题.惯性导航组合系统是现代导航技术的发展重点.考虑到捷联惯性导航的自主性,采用捷联惯导组合系统实现对采煤车的定位导航.设计了捷联惯性导航和里程计组合的自主性水下导航系统.通过对该系统的实物应用试验,试验结果验证了此组合导航方案的有效性.     

激光陀螺旋转调制惯导高纬度地区导航算法分析

针对当地水平地理坐标系在高纬度地区失效的问题，在格网坐标系下对惯性导航算法重新进行了编排，并分析了格网坐标系表示下的惯导误差方程。结合激光陀螺旋转调制惯导的特点，设计仿真实验和实际实验对格网坐标系下的惯导算法有效性进行验证。实验结果表明，以格网坐标系作为导航坐标系，能够解决高纬度地区经线汇聚带来的计算问题。     

北斗导航定位系统在航海定位中的应用

北斗卫星导航系统由我国自主研发,其定位速度、精度不属于GPS全球定位系统。在不断完善卫星组网的过程中,北斗卫星导航系统也被相继应用在各行各业中,特别是交通运输及航海保障等领域,其具有不可忽视的作用,是保证船只遇险后能第一时间得到救援的重要技术措施,能为船只及相关人员提供安全保障。文中简单介绍了北斗卫星导航系统,研究了其在航海定位中的应用,并采取对比实验的方式验证了该系统的定位精准度,最后探讨了该系统的应用前景,以供参考与借鉴。