零速校正在惯性导航系统中的仿真研究

零速校正利用载体停车时惯导系统的速度输出作为惯导系统速度误差的观测量,进而对惯导系统其他各项误差实现校正．基于这一原理对零速校正在惯性导航系统中的应用进行了分析研究．首先推导了惯性导航系统的误差方程,然后采用曲线拟合的方法,用Matlab仿真得到零速校正后的位置误差曲线．通过对仿真结果的分析比较,表明该方法在惯性的导航系统对于误差修正的有效性．     

提高MEMS惯导系统速度解算精度的方法研究

为了提高MEMS惯导系统的速度解算精度,提出了采用高精度的数值积分算法提取该系统的角增量和速度增量信号,并将其代入到适用于传统捷联惯导系统的典型速度算法中解算.仿真结果证实新算法比目前已有算法精度高,计算量小.     

两时间尺度的捷联速度算法研究

根据奇异摄动理论分析具有小参数的捷联惯导系统方程,在两时间尺度上对系统状态方程进行了降阶简化处理,设计捷联算法.在内回路推力速度矢量计算中,应用一种新的划船补偿算法补偿比力转换过程中载体姿态变化产生的速度误差.在外回路中进行重力地速计算,完成导航坐标系上速度的更新.仿真结果表明:新算法精度与Savage四子样算法近似,计算量小.     

基于Simulink与M语言的捷联惯导系统仿真方法研究

在研究捷联惯导系统的导航解算算法时,经常需要对算法进行仿真以测试算法的性能.比较研究了在Matlab中实现捷联惯导系统仿真的两种方法:一种是采用M语言编写各功能函数,通过函数调用的方式实现捷联惯导系统的仿真;另一种是采用Simulink模型与M语言结合的方式实现捷联惯导系统的仿真.分别用这两种方法进行了1 h的导航解算仿真,仿真结果表明,这两种仿真方法均具有很高的仿真速度和仿真精度,都能满足工程应用的需要,与第一种方法相比第二种仿真方法可以方便地设定仿真时间、惯性测量组件的采样频率,也可以在仿真中暂停或停止仿真,具有更好的可操作性.     

惯导陀螺零漂对末制导炮弹弹道性能的影响

该文依据惯导飞行阶段控制指令的生成原理,通过建立零漂对惯导陀螺外框轴偏转角度的数学模型,利用末制导炮弹全弹道刚体运动模型,根据仿真计算结果,分析了惯导陀螺零漂对末制导炮弹弹道性能的影响特点。得出了惯导陀螺定向轴纵向零漂对射程、侧向零漂对弹道侧偏有重要影响的结论,对新型末制导炮弹研制过程中的惯导陀螺零漂控制以及末制导炮弹射表的编拟有重要的理论指导价值。     

一种基于Wiener过程加速度计寿命预测

加速度计是惯性导航系统的核心部件之一,其剩余寿命预测是惯导系统作战使用、战备测试和维修决策的重要依据。本文利用漂移Wiener过程建立其性能退化模型,考虑总体与个体之间的差异,用随机变量描述其漂移参数和扩散参数,提出了一种自助评估预测方法,并通过对某惯导系统的加速度计剩余寿命预测,验证了该方法的有效性。     

基于曲率分析地图匹配的车载组合导航研究

为了提高车载导航的自主性和精度,针对捷联惯导的特点,设计了一个基于曲率分析的地图匹配算法。然后应用该地图匹配算法对基于捷联惯导/地图匹配/里程仪的车载组合导航进行了研究。推导了捷联惯导系统的误差方程和里程仪的误差方程。并在此基础上建立了捷联惯导/地图匹配/里程仪组合系统的卡尔曼滤波方程。通过仿真分析,表明应用该地图匹配算法的组合导航系统可以有效地减小误差,实现车载自主导航。     

基于SINS/星敏感器的组合导航模式

针对利用捷联惯导系统导航的不足,提出了一种基于捷联惯导系统/星敏感器的新组合导航模式,来提高飞行器导航的精度和速度.利用星敏感器得到恒星星光矢量在星敏感器CCD光敏面上的星像点及其在导航星库中对应的坐标值,然后分别进行坐标变换得到星光矢量在数学平台坐标系和地理坐标系中的坐标角度值.以Kalman滤波为基础,将所得到的星光坐标角度值和姿态角速度进行数据融合,估计出组合导航系统的误差状态量,进而修正捷联惯导系统的位置、速度和姿态角参数.详细推导了SINS/星光的组合导航算法,并通过仿真证实了该方案可提高导航系统的精度和速度,有较好的容错性和环境适应性,具有实际使用价值.     

旋转捷联惯导系统的可观测性分析

推导了静基座条件下仅利用速度误差作为观测量的惯导系统的可观测组合状态.比较分析认为,仅利用速度误差作为观测量和利用速度误差、位置误差作为观测量对惯导姿态误差和元件等效零偏的估计是等效的.利用将系统近似为分段线性定常系统的方法对旋转惯导系统的可观测性进行研究,结果表明,连续旋转提高了系统状态的可观测性,等效东向和北向加速度计零偏成为可观测量;在对准过程中对其进行补偿,系统的对准精度和速度明显提高.     

低成本小口径动中通天线航姿参考系统设计

低成本小口径动中通天线普遍使用由MEMS器件构成的航姿参考系统测量由于载体运动对天线造成的角运动干扰。针对MEMS器件精度差,无法完成寻北以及漂移速度快的缺点,引入三轴磁力计信息,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的航姿参考算法,并以高精度惯导作为基准,通过摇摆试验验证了算法的精度。     

某型飞机导航软件校正部分的国产化

应用无线电近导系统测量的距离和方位校正惯导是一种新的综合导航方式。根据某型飞机无线电近导校正惯导的有关结论 ,给出了适用于国内惯导系统与无线电近导综合导航的新算法 ,其数学模型已被将要国产化的惯导系统所采用 ,此算法对塔康与惯导组合也具有一定的参考价值。     

基于双系统思想的船用捷联罗经系统算法

为了消除运动加速度对捷联罗经系统精度的影响,提出一种基于双系统并行计算思想的捷联罗经系统算法.由于捷联系统使用数学平台替代物理平台,在计算捷联罗经系统的同时并行计算另外一套捷联惯导系统.使用只含低频振荡误差的惯导速度与多普勒计程仪所提供的外速度信息进行一定的综合处理,即可去除多普勒计程仪(DVL)的高频速度误差.优化后的DVL速度即可差分计算出载体的运动加速度,消除运动加速度对罗经系统的影响.采用实际航行试验数据对该算法进行数据仿真,结果表明:提出的算法可以有效地提高捷联罗经系统的姿态精度.     

带预测的模糊-PI算法在惯导温控系统中的应用

研究一种带误差预测的模糊-PI控制算法，并将该控制算法应用在惯导系统温控回路中，采用了带自调整因子的模糊控制规则加快系统响应时间，并加入了稳态PI控制提高系统精度，利用Smith预估器的思想，预测过程的误差和误差变化，解决了过程纯滞后对控制性能的影响，计算机仿真表明，系统具有反应快，超调小和稳态性能好的特点，能够达到惯导温控系统的要求。     

PСБН／SINS组合导航滤波器设计与仿真

提出了一种PСБН系统与捷联惯导系统的组合Kalman滤波器的设计方案。采用相关函数法对PСБН系统斜距和方位角数据进行分析,给出了PСБН系统误差模型,并建立了PСБН／SINS组合系统状态方程。应用球面三角关系原理,详细推导了斜距差ΔD,方位角差ΔB与惯导位置误差之间的关系,建立了PСБН／SINS组合滤波器量测方程。Kalman滤波器采用间接滤波输出校正法方案。采用文中设计模型及算法,设计典型飞行轨迹,对组合系统进行了仿真,仿真结果表明：该滤波器能较好实现2个系统的组合,提高了系统导航精度。     

基于观测量扩展的捷联惯导动基座快速初始对准

动基座条件下捷联惯导系统由于动态环境的影响,即使采用辅助信息下的组合初始对准也需要较长时间。针对这一问题提出了一种基于观测量扩展的捷联惯导动基座快速初始对准方法。在不改变系统状态方程的情况下,利用车体坐标系横向和垂直方向上速度为零这一约束条件,将基于车体坐标系横向和垂直方向的速度作为扩展的观测量。推导了扩展后的观测方程。进而利用卡尔曼滤波完成捷联惯导动基座初始对准。进行了运动条件下的仿真。仿真结果表明新方法在保证对准精度的同时缩短了对准时间。该方法算法简单,不需要增加辅助信息,具有很好的工程应用价值。     

陀螺仪安装误差的测量方法研究

介绍了一种用于测量平台式惯性导航系统陀螺安装误差的陀螺轴扰动技术，该技术无需增加惯导系统的硬件设施，通过对平台框架施加特定的控制力矩，使其按照要求的规律运动，然后采集有关的数据并通过适当的算法即可得到陀螺的安装误差角，理论分析和仿真结果表明，利用该技术可以有效的提高惯导系统的导航精度。     

基于相位旋转的Femto系统干扰检测算法

为消除Femto系统中导频信号对同道干扰检测精度的影响,提出了差分相位旋转干扰检测(DPRID)算法.该算法利用导频信号2-范数相等的特点,对导频信号的接收信号进行相位旋转,使得多个导频信号的接收信号相同,然后充分利用干扰加噪声均值为零的特点估计频域信道,从接收信号中消除导频信号的贡献,从而直接估计同道干扰加噪声的能量...     

搭载低成本MEMS-IMU的RTK接收机初始对准方法

搭载的低成本惯性测量单元(MEMS-IMU)的RTK接收机的初始对准是一个关键的技术问题,也是目前惯导RTK的一个挑战。针对这个问题,本文提出一种基于梯度下降的惯导RTK初始对准方法,将多矢量定姿与梯度下降相融合,有效的提高了多矢量定姿的精度。通过仿真实验和现场实验验证改进算法的有效性。试验结果表明,在不使用任何附加传感器(如磁力计)的情况下,使用低成本MEMS-IMU,仅需2～3s,就可以在91%的置信度下,对中杆倾斜40°范围内RTK的测量精度达到2.5cm,该算法的精度和收敛速度都能很好地满足惯导RTK应用的要求。     

面向对象的惯导系统实时故障检测与诊断

针对一大型复杂惯性导航系统,构造了用于地面闭环动态测试中的实时故障检测与诊断系统．通过利用惯导系统的原理性、结构性知识和专家经验性知识,采用面向对象的方法有效表示了系统中的深、浅层知识．为了实现系统在闭环运行时的实时故障检测与诊断,笔者讨论了惯导系统特征向量的选取和时变知识的表达方法,并采用了检测与诊断分层的推理控制策略．通过实时检测系统中有限个重要特征向量在系统运行过程中的变化,对故障进行检测,然后根据检测结果决定故障诊断的范围和方向．此系统用于某型惯导系统的三通道动态测试,实际结果表明了所建造诊断系统的有效性．     

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。