卡尔曼滤波在无人机导航系统的应用

无人机具有在三维空间中的机动能力,能够进入人类很难到达的环境中完成许多危险的任务。针对无人机在未知环境中短暂GPS丢星的导航问题,根据GPS、惯性导航系统的各自优、缺点,设计了一种集中式卡尔曼滤波组合,即采用一个共同的卡尔曼滤波器对GPS和INS进行信息融合。测量数据取自最优估计后的GPS数据,滤波方程的状态矢量是惯性导航系统参数误差状态和GPS导航参数误差状态的组合,用来对原系统校正,增加了无人机导航系统的可靠性,提高了系统的精度和抗干扰能力。对保证无人机长久飞行及面临短暂丢星等方面具有较强的现实应用意义。     

调度自动化智能分层告警的应用

调度自动化系统未改造前,调度人员和监控人员每时每刻都要面对大量的运动信息,很难从纷杂的信息中识别分离出重要信息,进行优先处理及时消除电网的异常和事故。调度自动化智能分层告警利用县级调度自动化平台,对告警信息进行智能化、分层化管理,解决了上述难题,减轻了调度和监控人员的工作量,提高调度人员对事故、异常处理的准确性和快速性,保障了电网调度的安全运行。     

机载三线阵CCD摄影测量的直接解模型与精度分析

机载三线阵CCD摄影测量系统是GPS／INS与三线阵CCD相机联合工作的测量系统．通过GPS／INS给出的投影中心位置、视准轴姿态观测值及三线阵CCD像空间坐标，可以直接计算地面点在物空间的坐标．介绍直接解算的几何模型．并依据共线方程建立地面点像空间坐标与控制点或同名点物空间坐标的关系．从而把问题归结为间接平差，给出了平差的误差方程．最后对直接解算模型进行了精度分析．     

陆基MMS中GPS/INS滤波器的探讨

陆基MMS(移动测图系统)是为满足现代工程建设和地理信息系统建立对数据采集的实时化和周期化要求而设计的3S(GPS,GIS,RS)集成系统.陆基MMS一般采用GPS(全球定位系统)和INS(惯性导航系统)的组合系统对载体进行定位,再由其它测图传感器获取载体与所测目标的相对空间位置关系,从而最终测取目标的地学空间位置.因此GPS/INS组合系统的精度对整个MMS的精度影响很大.目前,GPS/INS组合系统普遍采用卡尔曼滤波对两者的观测值进行滤波,但这种方法有不足之处.本文回顾了卡尔曼滤波在GPS/INS中的应用,提出了相应的改进方法,进而为改善MMS精度提出了举措.     

车载GPS车辆管理信息系统的研究与开发

车载GPS车辆管理信息系统是采用GPS、GSM／GPRS、GIS与计算机技术研究设计的对车辆进行导航、定位、调度、管理的计算机系统。车辆上的移动车载台可实时通过全球卫星定位系统获得自身的位置信息，定位信息通过无线通讯网络以短消息或GPRS形式传送到监控中心，并显示出来，而无线网络又可将监控中心的命令发送到车辆，由车载台执行。它是基于GIS平台，以功能强大的GIS软件——MapInfo为基础，利用高级编程语言Delphi进行开发，并在数据库系统SQL Server的支持下运行的。     

多传感器信息融合技术在INS/GPS组合导航系统中的应用

针对INS／GPS组合导航系统在数据处理时存在的计算量大和故障数据相互干扰的问题,提出了一种基于信息融合的导航参数最优估计滤波方法。文中首先介绍了信息融合的基本原理、关键技术以及常用方法,然后以INS／GPS组合为例,对组合导航系统的工作原理和模型建立进行了分析．最后对基于联合卡尔曼滤波的多传感器信息融合算法进行了论述与分析．该方法可提高导航系统的计算精度和速度．有较好的容错性和环境适应性,可有效地提高导航系统的精度和可靠性,为融合导航系统的数据分析和处理提供了一个有效途径。具有实际使用价值。     

采用双天线GPS/INS系统的汽车侧偏角和轮胎侧偏刚度估测法

介绍了测姿原理,分析了采用单天线GPS/INS组合测量方式的运动学卡尔曼滤波器在车辆侧倾和传感器发生漂移时存在的加速度偏差测量的延时问题,提出了直接测量车辆侧倾角和传感器漂移的双天线GPS/INS测量方法,并利用该测量方法对车辆和轮胎的侧偏角以及轮胎的侧偏刚度进行了估测.测试结果表明:采用双天线GPS方法测量的侧偏角和...     

惯性导航系统水平阻尼网络的自适应控制

当海况变化较大时，惯性导航系统(INS)的误差振荡幅度较大．为了减小系统误差的振荡幅度，提出了一种新的设计思想，采用自适应控制方法，根据实际的海况变化情况，实时校正阻尼参数，使由舰船的机动性造成的系统误差最小．结果表明，与传统方法相比，水平误差角振荡幅度减小了约50％，速度误差振荡幅度减小了约30％．经度、纬度和航向误差振荡幅度也有明显改善；水平阻尼网络的自适应控制有效地改善了INS的动态性能．     

INS/GNSS组合导航系统中高度阻尼问题的研究

INS／GNSS组合导航系统是目前组合导航中的主要系统之一,而高度阻尼是其中的一个重要问题。由于惯性系统的高度通道是不稳定的,必须引入气压高度表或大气数据中心等外部高度信息进行阻尼。本文通过对捷联惯性导航系统及INS／GNSS组合系统进行Monter-carlo仿真,研究在捷联系统如何设计高度阻尼网络及网络中参数的选取方法,以及该网络在组合系统的卡尔曼滤波中如何进行处理．并给出实际的仿真结果。     

基于GPS的列车车辆里程表

针对传统统计列车里程方法效率低、数据不准确的弱点,提出了采用基于GPS的铁路列车车辆里程表设计方法.通过GPS系统采集、计算列车行驶里程,数据库系统调度、管理数据和计算机网络进行数据共享,实现对铁路列车车辆里程的高速、高效管理与维护.     

组合导航系统新息自适应卡尔曼滤波算法

全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似然估计最优估计,将新息方差计算直接引入卡尔曼滤波器的增益计算.仿真结果表明,本文方法较标准卡尔曼滤波器可以提高系统精度和抗干扰能力.     

一种应用于GPS/低成本INS组合导航的自适应滤波算法

为了提高在全球卫星定位系统(GPS)接收机导航解更新间隔期间组合导航系统的定位精度,在分析了惯导系统(INS)误差模型的基础上,使用一种对噪声协方差矩阵进行实时自适应估计的算法改进了通常使用的标准Kalman滤波器。采集清华大学内的跑车实测数据,并使用自适应算法进行处理,结果表明:该方法可以有效地提高GPS导航解间隔期间组合导航系统的定位精度,整体定位精度可以提升近10%,在车辆行驶状态变化较大的路径中获得了最高达40%的位置精度提升。该方法易于实时实现,在实际工程实现中具有一定的应用前景。     

GPS在列车完整性检查中的应用研究

研究利用GPS进行列车完整性检查的方法,通过试验结果来验证这种方法的有效性及准确度,并对报警门限和报警方式进行了研究.     

一种组合导航的自适应信息融合算法

以GPS/INS组合导航系统为应用背景,针对组合导航系统信息融合的精度与稳定性要求,将简化的Sage-Husa自适应滤波算法与指数加权衰减记忆滤波算法相结合,提出了一种改进的自适应信息融合算法.仿真表明,改进的自适应算法解决了噪声统计特性和模型参数不易确定的问题,能够有效的保证信息融合的精度和稳定性.在算法仿真的基础上,对在VC 6.0环境下算法进行了改进,给出了GPS/INS组合导航系统的结构及软件框架,通过实验验证了改进的自适应算法的实际应用价值.     

基于EMD-小波随机消噪模型的GPS/INS组合导航

为提高GPS/INS组合导航精度,提出了EMD-小波INS随机误差削弱模型.首先分析了GPS/INS组合系统的误差特点,给出组合导航的基本原理.基于EMD的多尺度结构,结合小波分解理论,提出基于EMD-小波的GPS/INS组合导航技术路线.采集新南威尔士大学校园内的实测数据,分别选用1s与2s的GPS采样信息和100 Hz的INS数据,进行融合试验.用随机模型消噪前后的INS数据计算导航解,并与GPS测量的位置进行比较,分析误差分布情况.结果表明,滤波后的INS自主导航解要优于滤波前.当GPS更新周期为1 s时,X,Y,Z方向上导航精度分别提高9.07％,13.89％,35.14％,残差最大值分别减小2.62％,19.54％,31.23％.当GPS更新周期为2s时,X,Y,Z方向上导航精度分别提高17.82％,23.46％,22.48％,残差最大值分别减小14.34％,28.85％,17.48％.     

基于联邦卡尔曼滤波的某舰船组合导航系统的设计

为了得到更高精度的导航信息,在某船现有的固定指北惯性导航系统的基础上,将惯导与GPS结合,设计了一种基于联邦卡尔曼滤波的舰船用组合导航系统,研究了该组合导航系统的数据处理方法,并对该组合方式进行仿真,验证了可行性.     

组合导航信息融合算法的研究

以GPS／INS组合导航系统为应用背景,推导了“当前统计”模型下卡尔曼滤波方程的关键矩阵。阐述了卡尔曼滤波器的主要参数对组合导航信息融合效果的影响;给出了组合导航系统的松耦合设计框图;根据实验测得的数据采用基于卡尔曼滤波的信息融合算法,通过对算法改进前后东向误差和北向误差的分析,说明算法改进后的定位精度比改进前高约30％．     

基于图像导引头及惯导相对位置信息的弹目距离估计算法

针对远程图像制导空地导弹无GPS信息条件下,惯导长时间工作后位置精度较差,无法满足剩余制导时间计算要求的问题,提出基于图像导引头角量测及导弹相对位置与高度信息弹目相对距离估计算法,并分析了典型误差条件下不同采样计算频率对算法精度的影响,结合弹道特点给出算法具体应用方案及剩余制导时间计算策略.通过仿真计算,验证了算法具有较高的计算精度,有实际工程应用价值.