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.     

一种导弹组合制导方案--自适应状态估计与INS组合制导

提出了一种导弹组合制导方案,该方案将导弹飞行状态的自适应估计值与惯性制导系统计算的飞行状态值进行组合滤波,达到阻尼和减小惯制导系统误差的目的,从而得到高精度制导系统.在该方案中,自适应状态估计器将起到GPS在INS/GPS组合导航中的作用.     

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。     

美国在一体化INS/GPS系统方面的研制情况

目前,世界各国正在评估将包含有插件式全球定位系统(GPS)接收机的惯性导航系统(INS)应用于飞机、导弹、陆地车辆及舰艇的可能性。一体化INS/GPS系统将INS固有的高频带、低噪声性能和GPS接收机的低频带、精确测距性能组合在一起。将性能互补的传感器组合得到的单一线路可更换装置不仅性能优于各个分系统,而且总尺寸、总质量、总功耗及采购和保障成本都降低了.     

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。     

INS/GPS(GLONASS)组合导航系统故障检测技术研究

本文在假定惯导系统工作正常的前提下,详细分析了GPS/GLONASS典型定位、测速故障,研究了滤波残差X2检验在INS/GPSGLONASS)组合导航系统故障检测中的应用.并提出了一种便于工程实现的线性估计残差允差检测算法,该算法利用惯导误差在短期内变化平缓的特点,采用了一个线性模型对惯导误差的真值进行估计,用估计残差构造检测函数进行故障检测,并通过仿真试验验证了算法的可靠性.     

容错滤波及在GPS/INS组合制导中的应用

GPS测量异常值对GPS/INS组合制导中的Kalman滤波影响较大,甚至会导致滤波发散.文中给出了基于增益隔离的容错滤波算法,仿真结果表明,文中给出的算法能有效地改善Kalman滤波的容错性能,提高GPS/INS组合制导的可靠性.     

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。     

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。     

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。     

降阶扩展卡尔曼滤波在INS/GPS导航系统中的应用

INS/GPS组合可以实现长期稳定、高精度的导航系统,从而替代单一高精度高成本的INS.组合中等精度的INS和MS860系统,应用降阶EKF方法,开发实现“真航向测量系统”( TNDS)的高精度航姿测量。TNDS以PC／104架构的嵌入式计算机采集处理来自INS和MS860的信息;重点推导了TNDS降阶误差模型,并在其中采用降阶的EKF滤波,TNDS系统最后进行了海上试验。试验数据表明：采用降阶EKF滤波后,INS的位置误差σ由100 m减小到40 m;系统航向的误差由原来的0.105°减小到0.034°;纵横摇的误差也相应地减小。整个海上试验验证了TNDS的性能和降阶EKF滤波算法的有效性。     

一种惯性/GPS伪距/伪距率组合导航算法

紧组合技术是当前惯性/卫星组合导航技术的发展趋势,而惯性/卫星伪距/伪距率组合导航算法是紧组合技术的基本算法。本文提出了一种惯性/卫星伪距/伪距率的组合导航算法的实现方法,并采用惯导和接收机的动态数据进行了离线仿真,仿真结果表明,本文提出的伪距/伪距率的组合导航算法直接采用接收机测量的伪距、伪距率信息作为观测量,能够准确估计惯导误差,消除了量测输入的相关性问题,尤其是在GPS卫星数为2时仍能保持较高的导航精度,为惯性/卫星紧组合技术的进一步研究奠定了基础。     

飞航导弹INS／GPS组合制导仿真分析

介绍了INS／GPS组合导航在飞航导弹制导中的应用,结合假定弹道,对飞航导弹INS／GPS组合导航系统信息处理过程进行了建模与仿真,分析了陀螺漂移、GPS定位精度对INS／GPS组合导航系统制导精度的影响。     

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。     

基于MIMU/GPS组合导航定位系统的一种新型卡尔曼滤波算法的研究

文中提出了基于MIMU/GPS组合导航定位系统的一种新型卡尔曼滤波算法。系统以MEMSIMU为传感器核心,采用位置和速度组合,运用该算法对系统模型误差和量测噪声协方差误差具有良好的自适应性。     

INS/GNSS/CNS组合导航系统仿真研究

研究了INS／GNSS／CNS组合导航系统的原理和特点。分析并建立了组合导航系统的误差模型，采用了平台失准角、INS与GNSS的位置之差和速度之差作为观测量进行仿真计算。仿真结果表明：采用天文导航系统对弹道导弹的INS／GNSS组合导航系统进行辅助将大幅度提高导弹的导航精度，具有重要的实际意义。     

超紧密组合下GPS/INS跟踪回路的结构及性能分析

介绍了全球定位系统（GPS）和惯性导航（INS）的互补性，以及组合导航在制导系统设计中的广泛应用．GPS／INS组合导航系统使用的是松散组合或紧密组合，提出了一种超紧密组合的方案，并对其性能进行了仿真评估．结果表明，它可以提高GPS的性能，如更高的相位跟踪带宽和更高的抗多路径噪声的特性．