一种平行接近的地磁梯度仿生导航方法

针对地磁导航受到先验地磁图的精度制约的问题,借鉴平行接近法的思想提出一种地磁梯度仿生导航方法。受生物可以利用地磁信息进行无先验信息导航的行为的启发,将导航过程归结为多目标值收敛问题,建立仿生导航模型。在导航过程中引入地磁场梯度信息,借鉴平行接近法对航向角进行解算,提出一种无需任何地磁先验信息,完全依靠实测地磁数据进行导航的方法,并通过仿真实验验证了该方法有效性。     

经验模态分解在地磁匹配导航中的研究

实测的地磁数据易受到软硬磁干扰,导致地磁数据特征不明显,严重影响地磁匹配导航的准确性。该文对实测的地磁信号分别经小波强制降噪、小波阈值降噪和基于经验模态分解的阈值滤波,处理后的数据与实测的地磁数据分别进行了地磁匹配,匹配结果显示,基于经验模态分解的阈值滤波方法的匹配误差最低。该方法运用在使用磁通门与陀螺组合方式进行的车辆导航中结果表明该方法可以有效提高导航的精度。     

一种基于VINS/FINS组合导航方法

针对视觉惯性组合导航系统中微惯性器件精度偏低,以及足部惯性导航系统航向角误差可观测性差的问题,研究了一种基于上述两种系统的信息双向融合的导航定位方案. 该方法的系统结构由安装于双足步行机器人躯干部分的惯性导航系统和安装于其足部惯性导航系统两部分组成. 惯性导航系统通过视觉同时定位与地图构建数据融合方法可以获得相对准确的航向角,足部惯性导航系统利用零速修正后的位置信息实时修正惯性导航系统中的低精度惯性器件误差,从而构建视觉与惯性信息双向融合的组合导航系统结构. 实验结果表明,该组合导航方案可以有效提高双足步行机器人的航向精度和定位精度.     

基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法

针对地磁匹配导航技术中匹配精度和算法耗时相互制约的问题,本文提出一种基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法,在保证匹配精度的同时有效提高了算法的实时性。综合考虑惯导系统的初始位置误差、初始航向误差和初始速度误差,建立参考轨迹的仿射模型;用泰勒公式将地磁匹配问题转化为仿射模型的参数估计问题;通过Broyden迭代计算实现匹配问题的求解。试验结果表明:采用基于仿射参数估计的地磁匹配导航算法,匹配定位精度为37.97 m,算法耗时为20.7 ms,因此提出的算法能够有效提高匹配定位精度和实时性。     

捷联惯性导航系统的误差分析

随着航空航天技术的迅猛发展,极大推动了我国航天事业和军工事业的发展与进步.捷联惯性导航技术作为航空航天关键的技术之一,在无人机导航方面,发挥着举足轻重的作用.目前,我国主要采用光纤陀螺捷联惯性导航技术和无陀螺捷联惯性导航技术,然而,接连导航系统在应用的稳定性、导航精度以及可修复性方面还存在一定的问题.本文浅析了捷联惯性导航系统的主要内容及特点,针对捷联惯性导航系统误差来源分析,提出了相应的解决对策.     

基于信息融合的小天体软着陆组合导航算法

小天体距地球较远,观测信息不足,引力场弱且分布不规则,对自主导航算法的精度和实时性提出了更高的要求。本工作以小天体软着陆自主导航为应用背景,针对惯性导航误差累积和光学导航观测周期长等问题,提出了一种基于信息融合的组合导航算法。以软着陆探测器的位置和速度为状态向量,通过引入了一种信息融合算法,将光学导航信息与惯性导航信息进行信息融合,生成对软着陆探测器状态的估计。实验结果表明：该算法能有效地提高导航定位精度,并对速度误差有一定的抑制作用,为探测器在小天体表面软着陆提供了一种行之有效的方法。     

SINS/GPS组合导航方法设计

根据SINS/GPS组合导航的基本原理,重点研究联合卡尔曼滤波方法在组合导航中的应用,基于最优化理论的数据融合技术,通过分析纯惯性导航系统的误差,建立了组合导航系统的误差模型,设计了高可靠性、易于工程实现的简化联合卡尔曼滤波器和对应的数据融合算法。并对该导航系统进行了动态实验,结果表明组合导航能有效抑制导航参数误差,提高导航精度。     

基于时序进化搜索策略的地磁仿生导航研究

对先验地磁图的依赖是制约地磁导航发展的关键。受生物无需先验知识的地磁导航行为启发,研究地磁仿生导航问题。从仿生角度,将导航过程归结为多目标搜索问题,建立仿生导航模型。针对导航过程中,地磁场多参量与导航单一路径间存在的因果约束,提出了一种基于时序进化策略的搜索方法,使得多参量收敛伴随并指导导航搜索的进行。仿真结果证实了方法的有效性。     

声纳技术在海底地形辅助导航中的应用

精确导航是潜艇和其它水下航行器长距离水下安全航行的基本保障。目前，潜艇常用的船位推测法、惯性导航系统都存在定位误差随时间积累的特性。因此，必须定期地用外部信息对其进行校准。提出采用多波束声纳实时获取海底地形再与海底地形数据库的地形数据进行相关匹配，并通过小波快速迭代求精匹配算法，得到当前潜艇位置信息，将其作为参考点对惯性导航系统误差进行修正。实验结果显示，海底地形辅助导航匹配速度快，使导航精度明显提高。     

基于ARM的组合导航系统设计与实现

介绍了一种利用车载惯性导航设备和GPS导航卫星进行车辆实时定位的导航系统.系统的设计主要是基于分散性的卡尔曼滤波算法模型和嵌入式系统进行.测试结果表明该系统具有较高的精度,是行之有效的.     

水下运载体基于INS的重力数据实时修正

认为水下运动载体的重力辅助惯性导航系统中,其重力数据采集系统为满足导航的需要,必须对重力数据进行实时补偿修正.分析了水下重力测量系统的各种干扰源及其信号特征.在没有高精度导航定位手段(如GPS)的情况下,研究并提出直接利用惯性导航系统的输出数据对水平加速度和E tv s等外部干扰进行修正的方法.     

基于地磁场矢量误差反馈的姿态补偿算法

针对小型空中机器人在全球定位系统（GPS）失锁情况下的姿态估计问题,提出一种新的闭环姿态补偿算法.有GPS辅助的情况下,采用组合导航算法对姿态角和地磁场矢量做出估计;当组合系统无法有效工作时,将反馈控制的思想引入姿态估计过程,充分利用地磁场测量值与估计值之间隐含的姿态信息,通过地磁场矢量误差反馈对姿态角速率测量值进行修正,进而抑制惯性导航系统误差的发散.在小型空中机器人上对算法进行实物验证,并与参考系统对比.结果显示:在GPS失锁的情况下,与开环工作模式下的INS/GPS组合导航系统相比,新的闭环姿态补偿算法的姿态估计误差更小,使惯性导航系统的姿态误差积累得到了有效的抑制．     

高精度光纤陀螺组件标定方法

为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12个参数,新的标定方案避免了标度因数和安装误差对零位的影响.对自研光纤陀螺捷联惯导系统在三轴惯导测试转台进行传统标定和六位置静态分立式标定,并将标定结果用于静态导航实验,多次实验结果表明,与采用传统标定结果的导航定位误差相比,采用六位置静态分立式标定结果的导航定位误差显著降低.     

Study on High Stiffness Gas Bearing for Precision Centrifuger

0rnonvrn0NPrecisioncentrifugerisahighprecisi0ninertialnati-gationtestsystem.Itfunctionst0accuratelycalibrateac-celerometers.Theprincipleofmeasurementisformulaa=.'R,wherecoisangUlarsPeedandRisradiusofro-tationasshowninFig.l.coandRinfluencetLheprecisi0nofaccelerationa.Theyaredistuthedhymanyfact0rs,suchaschangeinroIationradiuscausedbycentrifugalforce,parallelmovementandinclination0faxisX,swayofrotationaxisYcausedbyl0wstiffhess0fhearings,un-evenofooands00n.Therefore,0ne0ftheke}st0im-provingtL…     

一种低成本地磁匹配导航方法

针对地磁匹配依赖惯性系统信息的现状,提出了仅利用磁测计和里程计的低成本地磁场定位方法.为解决搜索空间过大的问题,以遗传算法在匹配区域搜索可能的航迹.遗传算法用相关性度量作为适应度函数,并以定向而非随机方式实现变异.仿真结果显示,在仅提供地磁场测量信息与测点间距的条件下,该方法能够以较小误差有效实现任意形状航迹的匹配.     

自动补偿技术在平台式惯导系统综合校正中的应用研究

综合校正技术作为平台式惯导系统的一项关键系统技术,可以实现陀螺漂移的精确估算,从而实现运载体的长时间精确导航定位.但是在综合校正结束后,系统参数突变使整个导航系统的平衡状态遭到破坏,产生了系统超调,降低了系统精度.在对平台式惯导系统综合校正过程中的超调现象进行详尽研究和分析的基础上,采用自动补偿技术减小综合校正过程中的超调现象.仿真和工程试验结果表明:该方法能够大大减小平台式惯导系统综合校正过程中的超调.     

捷联惯导初始对准理论及仿真研究

阐述了捷联惯导系统初始对准理论，推导出ＳＤＳ对准的基本方程，并采用ＳＭＭ法对准回路进行设计，最后给出了仿真结果．     

一种快速载体磁场补偿方法研究

在地磁导航应用中,地磁场的测量不可避免地会受到载体磁场的影响,降低了地磁导航的精度,因此必须对地磁测量数据中的载体磁场实时快速进行补偿.在详细分析载体上硬铁材料、软铁材料产生磁场在载体运动过程中的特性的基础上,提出了一种快速载体磁场标定及补偿方法.该方法本质上是将载体磁场补偿问题转化为椭圆拟合问题,利用带椭圆约束的最小二乘拟合方法对多于6个航向的捷联式三轴磁传感器测量数据进行椭圆拟合,进而实现载体磁场的快速标定和补偿.通过仿真试验表明,该方法具有简单快速,易于实现的特点,可以达到与磁传感器等精度的补偿效果,且在低信噪比情况下具有较强的鲁棒性.     

双滤波器捷联惯导外阻尼导航算法

针对捷联惯导系统导航精度受系统振荡误差严重影响的问题,提出一种基于双滤波器的捷联惯导外阻尼导航算法.该算法设计了两个串行滤波器,第一个滤波器以外速度为参考输入对外部速度作平滑处理并得到捷联惯导系统误差状态估计值,第二个滤波器利用平滑后的高精度外部参考速度,以速度变化量作为外部参考输入进行状态估计,屏蔽速度常值误差对系统的影响,最后,设计信息融合算法,将两个滤波器得到的估计状态进行融合,使得导航结果兼顾双滤波器的优点.仿真验证表明:存在外速常值误差时,相较于滤波器2而言,经过信息融合后的导航误差的地球振荡误差收敛速度明显加快,其短期精度得到显著提高;相较于滤波器1而言,经过信息融合后,其稳态导航精度得到显著提高;该方法具有较高的稳态精度,可缩短外阻尼系统误差收敛时间,有效提高捷联惯导系统导航精度.