无陀螺惯性测量技术研究现状及理论概述

结合国外的研究成果 ,对无陀螺惯性测量单元技术的研究现状进行了总结 ,介绍了三种无陀螺惯性测量单元 ( NGIMU)加速度计配置方案 ,评述了相应数学模型本身存在的问题 ,最后对该技术的未来研究方向进行了展望 .     

改进的对数算法求解GFSINS的角速度

基于一种9加速度计配置方案,应用对数算法对无陀螺捷联惯导系统的角速度进行求解,对传统对数算法解算角速度进行了推导,详细分析了该方法解算角速度造成不能判断符号的原因,并针对此问题提出了积分法和一种准无陀螺方法来判断符号的解决方案.对传统对数算法和改进的对数算法解算角速度进行了仿真试验,验证了改进的对数算法可以判断解算角速度的符号.     

引入刚体角速度的另一种方法

本文从定点运动的则体可由欧拉角来描写出发，通过计算则体上任意一点的速度来引入刚体的角速度．     

提高GPS水准解算精度的一种新方法

讨论了用ＧＰＳ测量确定点位正常高的理论和方法，基于似大地水准现成椭球面之间存在着一定的倾斜，提出先作出Ｅ３椭球面使其与似大地水准面在基准点处相交，再以调整定向后的区域性椭球面来逼近似大地水准面，以消除调和党的系统性偏差；尔后再作二次曲面似合，实测的宁波市ＧＰＳ控制网的数据表明，提出的这种方法与通常采用的二次曲面拟合解法相比，正常高的求解精度与可靠性有显著的提高。     

基于BP神经网络的GFSINS角速度预测

针对无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)中传统角速度算法解算精度不高的问题,提出一种可避免复杂代数运算的反向传播(BP)神经网络算法来求解角速度.基于一种十加速度计构型方案,选择10个加速度计输出、采样周期和臂杆距离等12个已知量作为网络输入,以对数法得到的角速度值作为期望输出,针对5 000个样本在不同的隐含层层数、单层神经元个数以及学习步数等情况下进行网络训练,构建了一个含有30个隐含层神经元的3层BP网络模型.采用此模型对角速度进行实时预测,结果表明:网络具有很好的适应能力和实时性,角速度实时预测时间与对数法相当,且其预测精度比对数法提高大约3倍.     

一种固态二维惯性导航系统的设计与实现

介绍了惯性导航系统的基本理论,为了克服对GPS全球定位系统的依赖,提出了基于加速度传感器ADXL202和电子指南针的惯性导航定位技术.该系统采用半导体加速度传感器和电子指南针作为数据输入,并且通过高速高性能单片机C8051F310完成数据处理和信息显示.给出了惯性导航系统的硬件设计和软件设计,实验证明该方案是可行的、实用的.     

一种动对动相对定位中平滑惯导辅助模糊度解算策略

针对基于单频载波相位的动对动相对定位中实时模糊度固定可靠性不高的问题,提出了一种基于DGNSS/INS紧组合的平滑惯导辅助模糊度解算策略,以提高低成本接收机高精度定位的普适性。首先,基于伪距和载波相位观测量构建动对动相对定位模型;其次,对惯性导航数据进行卡尔曼滤波处理,并利用滤波平滑后的惯导位置预测卫地距重构双差观测方程并构造惯导位置约束方程,继而获得较高精度浮点解及其协方差阵,采用LAMBDA算法进行整周模糊度固定及Ratio检验;最后,由DGNSS/INS紧组合算法对惯性误差进行反馈校正,以维持惯性高精度导航。实测数据实验结果表明,对比没有惯导辅助、有惯导辅助和经滤波平滑后的惯导辅助结果,本文方法可以有效地提高模糊度浮点解精度,减小模糊度搜索空间,提升整周模糊度固定成功率,三种方法下模糊度固定成功率分别为92.3%、99.1%和99.6%,并最终实现厘米级动态相对定位。     

提高陆地导航仪定位精度的一种新方法

在地面上测量车辆行驶距离的方法有两种:这就是利用里程计或加速度计.里程计测量车轮的转数并输出一系列脉冲,但里程计的刻度系数易受路况的影响,需要不断地进行修正,而加速度计具有短时间内高精度测量的优点.本文主要叙述了里程计与加速度计组合导航的设计原理、公式及数字仿真结果。     

机器人角速度两种软测量方法的PD控制对比

对比分析了用LPP差分方法和高增益观测器方法估计机器人角速度的有效性,并用这两种角速度估计方法分别形成了机器人两种不同的PD输出反馈控制器·在机器人仿真实验中,对这两种方法产生的动态和稳态估计误差以及闭环系统的动态和稳态跟踪误差进行了对比分析·从这两种方法产生的估计误差及闭环系统跟踪误差的对比结果表明,当角位置测量精确度较高时,利用差分方法估计机器人角速度较理想,而较低时采用观测器方法估计机器人角速度较理想·     

GPS与无陀螺微惯性测量单元组合导航系统设计

基于无陀螺微惯性测量单元(NGMIMU)九加速度计配置方案，利用高精度的全球定位系统(GPS)信号，与NGMIMU组合，进行导航系统设计。利用组合卡尔曼滤波器抑制了导航误差的迅速累积，推导了组合卡尔曼滤波器的状态方程和观测方程，进行了系统位移、速度和角度仿真，仿真结果验证了NGMIMU／GPS系统设计方案的可行性。     

高动态和角速率输入下捷联算法比较研究

在常规弹箭上应用固态微惯系统具有重要意义.该文研究各种航姿算法对常规弹箭高动态运动特征的适应性.以高动态规则进动作为运动输入,仿真四元数航姿算法和旋转矢量多子样算法的漂移.误差分析和数值仿真结果表明:高动态环境下,引入了角速率项的旋转矢量修正二子样算法能较好地适应由新型固态陀螺构建的捷联系统.     

论刚体转动的角动量

通过对刚体转动的角动量的讨论，导出了其一般表达式，阐述了只有当转轴为惯性主轴时，角动量与角速度才同方向．     

无陀螺惯性测量组合动态补偿及动态解耦方法

基于提出的一种无陀螺惯性测量组合（NGIMU）九加速度计配置方案,采用零极点配置的方法设计动态补偿器对加速度计进行动态补偿．基于动态耦合定义,提出了应用不变性动态解耦方法对NGIMU动态解耦．该方法不在各加速度计输出信号的正向通道上增加新的环节,而仅在各输出通道之间设置较简单的环节,用较低阶的解耦模型,抵消各维间耦合．进行了系统三个方向角速度的仿真验证,仿真结果表明,系统经动态解耦后导航误差迅速收敛,可以控制在0．02rad／s内．     

发射状态下定向器束角速率信号的联合时频分析

采用角速率作为定向器束振动特性的表征 ,用压电射流角速率陀螺仪测量了定向器束实际发射状态下的角速率。其时间历程包括发射时弹体在管内运行、燃气对定向器束冲击及冲击后定向器束自由振动的振动角速率。利用联合时频分析方法分析了振动角速率信号 ,确定了发射状态的不同时刻定向器束的振动频率     

Scale Factor Determination of Micro-Machined Angular Rate Sensors Without a Turntable

Introduction Micro-machined angular rate sensors or gyroscopes are used to measure the angular velocity of a moving ob- ject without an external reference. Low cost, high pre- cision gyroscopes find a large market in consumer products, automobiles, medica…     

高速精密角接触球轴承旋转精度创成机理研究

从角接触球轴承内部的几何关系入手,建立了用于分析高速精密角接触球轴承旋转精度的五自由度拟静力学模型.考虑了离心力、陀螺力矩、润滑以及加工误差等,如波纹度的影响,并通过数值迭代方法的求解,着重分析了分布于内外圈沟道及球上的波纹度对角接触球轴承非重复性跳动的影响规律.研究发现,轴承套圈上只有特定阶数的径向和轴向波纹度组合才会使角接触轴承产生十分明显的径向非重复性跳动.对于单一球上存在波纹度的情况,只有当波纹度阶数为偶数时才会对轴承的旋转精度产生十分明显的影响,而奇数阶波纹度几乎不会使轴承产生径向非重复性跳动,并且非重复性跳动值随着球数的增多而减小.     

精密温控对惯性导航平台系统性能的影响

分析惯性平台温度控制与惯性导航系统精度的关系.提出一种实用的惯性平台温度控制方法,即根据大环境温度和被控对象温度合理选择温度控制点、控制方式和控制算法.研究系统有温控、无温控、长时温控和短时温控对平台综合性能的影响.试验结果表明,系统在陀螺级具有速度快、精度高等优点,为解决惯导系统启动后缩短惯性器件热平衡过程,迅速进入稳定工作状态问题提供了一种实用方法,也为类似的惯导温度控制系统提供了有益的参考.     

测量精密轴系角误差运动的新方法

将自准直原理与光栅技术相结合从而实现轴系微小角位移的测量是一种新的动态测角原理.本文介绍的DSZ—2型测角仪就是基于这一原理研制的测量装置。本文介绍的一套计算机辅助测试系统,可对回转轴系角误差运动进行实时采集、存贮、分析处理、显示和打印。