基于改进四元数阻尼误差模型的SINS初始对准算法

针对传统捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system, SINS)四元数非线性误差模型存在坐标系不一致的问题, 对姿态误差模型和速度误差模型进行改进, 将误差矢量统一投影至计算导航坐标系下。此外, 引入全球定位系统阻尼信息, 在阻尼SINS解算基础上, 结合四元数无迹估计器提出了一种改进四元数阻尼误差模型对准算法, 可应用于系泊状态下的SINS初始对准。仿真和车载试验结果表明, 在不同的大失准角下, 该改进算法相比传统四元数阻尼误差模型对准算法和欧拉角阻尼误差模型对准算法, 具有更好的对准精度、收敛速度以及稳定性。     

基于最小方差控制的惯导系统稳定回路性能评估

稳定回路是平台罗经及惯导系统的重要组成部分,其状态随工作时间的积累而逐渐改变。为了解决稳定回路缺乏有效在线监测手段的问题,采用基于最小方差控制的性能评估方法用于对稳定回路性能进行评估。以方位稳定回路为例,运用Diopphantine恒等式和FCOR(filtering correlation)算法,给出了稳定回路性能指标的计算方法。结果表明,该方法定义的性能指标显著下降时,稳定回路可能存在故障。同时,用自相关系数图法监测稳定回路是否振荡以及计算稳定回路的幅值和相角裕度的变化等方法,证明了该方法的有效性。     

陀螺电机多信号采集及分析研究

以NIUSB—6251采集设备和LabVIEW8.2软件为开发平台,构建了陀螺电机信号自动采集系统,研究了陀螺电机声音信号和转速信号的对应关系式,对实测数据运用FFT分析验证了该关系式,为通过监测陀螺电机的声音信号来监测其性能的后续工作建立了基础。     

基于H_∞滤波的船用无源北斗/INS对准技术研究

无源北斗/惯导(INS)组合导航系统中,INS噪声特性和模型存在不确定性,不能很好地满足Kalman滤波对系统的要求,造成滤波系统对误差状态估计不准,影响了对准精度。研究了对系统噪声和模型等不确定性具有较强鲁棒性的H∞滤波算法,建立了无源北斗/INS组合对准误差模型,并分别采用H∞滤波、常规卡尔曼滤波和衰减记忆滤波进行了比较仿真。结果表明,采用H∞滤波可以进一步保证对准的快速性和对准精度,在实际应用中有较高参考价值。     

改进四元数无味卡尔曼滤波算法

针对四元数无味卡尔曼滤波计算量较大等问题,提出一种改进的四元数无味卡尔曼滤波算法,通过四元数与修正罗德里格斯参数的线性变换,避免了四元数无味卡尔曼滤波中,四元数与误差罗德里格斯参数频繁切换所带来的计算量增大的问题,从而降低了算法的计算量。推导了修正罗德里格斯参数出现奇异值时,改进四元数无味卡尔曼滤波的奇异值避免的转换公式。在捷联惯性导航系统/全球卫星定位系统(strapdown inertial navigation system / global positioning system,SINS/GPS)直接式位置松组合仿真试验中,对比了乘性扩展卡尔曼滤波、四元数无味卡尔曼滤波和改进四元数无味卡尔曼滤波的估计性能,证明了所提出算法的有效性。     

一种改进的自适应USQUE组合导航姿态估计方法

针对传统四元数无味卡尔曼滤波(unscented quaternion Kalman filter,USQUE)算法的量测噪声统计未知及时变引起滤波发散精度降低等问题,提出一种变分贝叶斯自适应四元数无味卡尔曼滤波算法(variational Bayesian-based adaptive USQUE,VB-AUSQUE).通过变分贝叶斯高斯迭代近似估计,获取近似的量测噪声协方差矩阵滤波先验条件.仿真和舰载测试表明:在捷联式惯性导航系统/全球定位系统(strapdown inertial navigation system/global navigation satellite system,SINS/GNSS)组合导航系统中,VB-AUSQUE算法能有效减少系统量测噪声未知及时变问题对姿态估计精度的影响,相比常规算法具有更高的精度.     

基于双欧拉角的UKF组合导航滤波算法

针对非线性滤波组合导航中四元数无迹估计器(unscented quaternion estimator, USQUE)规范性约束导致的算法计算量大、实时性差等问题, 提出一种基于双欧拉角姿态表示的无迹卡尔曼滤波(dual-Euler unscented Kalman filter, DEUKF)算法。通过正、反欧拉角相互切换, 在正、反欧拉微分方程精华区进行姿态滤波更新, 避免了奇异性, 确保了滤波精度。捷联惯性导航系统/全球定位系统直接式组合导航仿真试验与车载实验结果表明, 相比较于USQUE算法, DEUKF算法计算量小、实时性好, 水平姿态角估计精度与USQUE相当。     

基于PSO的USQUE在组合导航姿态估计中的应用

针对组合导航姿态估计中无味四元数估计(unscented quaternion estimation, USQUE)的噪声协方差矩阵参数无法准确给出等问题,提出基于粒子群优化的USQUE(USQUE based on particle swarm optimization, PSO-USQUE)算法。通过粒子群算法对噪声协方差矩阵Q和R进行寻优,获取优化的噪声协方差矩阵等滤波先验条件;分别进行仿真实验和微机电惯导系统/GPS车载实验。实验结果表明,对于USQUE的姿态估计问题, PSO-USQUE算法相比常规算法具有更高的精度,验证了所提算法的有效性。     

Cult3D虚拟现实在导航装备在线监测系统中的应用研究

介绍了Cult3D建立虚拟导航装备动态模型的过程。详述了在线监测系统LabVIEW开发环境下使用ActiveX技术嵌入动态模型的实现流程。说明了其属性结点和调用结点的含义和使用规则。提供了系统Cult3D虚拟装备的B／S网络发布模型及实现方法。分析了动态模型嵌入对系统性能的影响。实践表明，该系统动态模型运行流畅，利于监测和维修。     

基于LabVIEW开发环境的图书馆管理系统设计

研究了基于LabVIEW开发环境的图书馆管理系统及实现方法。通过分析比较LabVIEW中常见的几种数据库访问接口技术的优缺点,选取DCT(Database Connectivity Toolkit)访问SQL Server2000数据库。应用表明,该系统操作简便,响应快,通用性、灵活性和安全性好。