基于SINS/GNSS/轮速的列车组合导航算法研究

铁路沿线复杂环境下的精确定位是目前列车导航的技术难点.经典的SINS/GNSS(Strapdown Inertial Navigation System/Global Navigation Satellite System)组合导航方案在卫导信号被遮挡等情况下由SINS继续导航,但低成本惯导器件会随着时间出现误差累积....     

基于置信规则库的捷联惯组误差系数预测方法

捷联惯组(strapdown inertial measurement unit, SIMU)是火箭等大型飞行器控制系统的核心部件,结构复杂,可获得的误差系数样本较为缺乏。置信规则库(belief rule base, BRB)作为一种专家系统能够有效融合专家知识和监测数据,可以有效处理小样本情况下复杂系统建模问题。鉴于此,本文提出了一种基于BRB的SIMU误差系数预测方法。为充分利用脉冲量输入信息,提高信息转换精度,降低指标转换过程中的信息损失,根据惯组脉冲量输出特点提出了一种新的匹配度计算方法,提升模型的精度。最后,以某型SIMU加速度计为例验证了所提方法的有效性。     

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.     

激光陀螺捷联惯性导航系统中惯性器件误差补偿技术

为了提高激光捷联惯性导航系统的导航精度，对惯性器件误差进行了原理上的分析和说明，并针对由国内某型激光陀螺构成的惯性测量器件进行了误差分析，在此基础上建立了误差补偿的精确数学模型，提出了一种简易的且具有较高精度的误差模型参数静态标定方法，给出了计算误差模型参数的数学推导过程和解析表达式。分析结果表明，惯导系统误差主要由惯性器件测量误差引起，为了有效补偿惯导系统的系统误差，必须针对具体的惯性器件进行误差补偿，实际测试结果证明，该计算方法精度较高，可以有效提高惯导精度。     

VC环境下捷联惯导仿真平台的开发

文章针对捷联惯导系统的算法,在VC环境下,介绍了一种捷联惯导仿真平台的搭建方法。平台由飞行器的轨迹模拟、惯导解算、导航数据演示等三个部分组成,轨迹仿真与解算结合,完成导航软件的测试与算法的误差分析,实现仿真功能。     

基于DSP和FPGA双CPU架构的导航微机系统

为了满足惯性系统的小型化发展,设计了一种体积小、功耗低、价位低的高性能导航微机系统。此导航微机系统由TI公司数字信号处理器芯片TMS320C6726和Altera公司的FPGA芯片EP3C10E144A7两种CPU组成,DSP主要负责导航数据处理和算法运算,FPGA主要负责惯性测量单元(IMU)的数据采集和接口控制。该微机系统充分利用了TMS320C6726的运算速度快、浮点数据处理能力强和FPGA的SOPC技术的特点,通过VHDL语言编程实现双口RAM接口完成双CPU的快速数据通信。两种CPU能分别发挥自身优势,协调地工作,提高了导航计算机的运行效率。     

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。     

Optimal two-iteration sculling compensation mathematical framework for SINS velocity updating

A new two-iteration sculling compensation mathematical framework is provided for modern-day strapdown inertial navigation system（SINS） algorithm design that utilizes a new concept in velocity updating. The principal structure of this framework includes twice sculling compensation procedure using incremental outputs from the inertial system sensors during the velocity updating interval. Then, the moderate algorithm is designed to update the velocity parameter. The analysis is conducted in the condition of sculling motion which indicates that the new mathematical framework error which is smaller than the conventional ones by at least two orders is far superior. Therefore, a summary is given for SINS software which can be designed with the new mathematical framework in velocity updating.     

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.