基于自适应滤波的SINS/DVL组合导航系统

以水下运载体为研究对象,给出一种线性的捷联惯导系统(SINS)误差数学模型,根据多普勒测速仪(DVL)测速的误差特点建立其误差方程,并以捷联惯导系统为主导航设备建立SINS/DVL组合导航系统数学模型.考虑到DVL测速易受水中复杂环境的影响,将Sage-Husa自适应滤波算法引入SINS/DVL组合导航系统.针对Sage-Husa自适应滤波器长时间滤波后自适应程度下降的问题,引入滤波收敛判据对其进行改进,以自适应调节噪声估计器对不同时刻信息利用的权值.仿真结果表明:该基于自适应滤波算法的SINS/DVL组合导航系统稳定性好,且具有较高的导航精度.     

SINS非线性自对准中的强跟踪UKF算法设计

为了实现噪声不确定和干扰环境下捷联惯导系统(SINS)的快速初始对准,结合无迹卡尔曼滤波(UKF),从强跟踪滤波2个条件出发,提出了一种新的强跟踪UKF算法.该算法充分利用了SINS非线性自对准滤波模型的特点,简化了强跟踪UKF的步骤,很大程度上减小了计算量,提高了算法的实时性.在给出算法流程的同时给出了该强跟踪UKF成立的证明,并根据强跟踪滤波充分条件给出了次优渐消因子求解过程,分析了算法的优越性.最后,通过SINS大方位失准角初始对准仿真和车载试验结果证明了新的强跟踪UKF算法的正确性和优越性.     

多模导引头融合检测研究

主要研究了多模导引头中的融合检测问题。对各子源传感器给出的有、无目标的信度 ,我们利用D-S理论进行融合。考虑到各传感器性能不同而导致各传感器的判决具有不同的可靠性 ,我们采用将子源传感器给出的有、无目标的信度减去一个与传感器性能有关的比率的处理方法。最后给出了仿真实验结果     

捷联式天线平台双通道耦合目标跟踪滤波器设计与仿真研究

采用传统速率陀螺稳定平台的导引头角跟踪系统可以直接提取用于比例导引的惯性视线角速率，而采用捷联稳定方案后，天线平台的角跟踪系统失去了直接测定视线角速率的能力，视线角速率需要通过数字计算的方法来提取。同时由于视线的旋转，实际的角跟踪系统方位和俯仰两个通道之间存在交叉耦合，与速度跟踪系统之间也具有参数耦合关系。针对上述问题，提出双通道耦合目标跟踪滤波器的设计方法，并在考虑与捷联稳定控制系统及速度跟踪系统信息相互融合的情况下，对整个角跟踪系统进行了闭环仿真，对捷联式天线平台角跟踪系统的性能进行了系统的分析。结果表明：角跟踪系统方位与俯仰通道滤波值能很好跟踪真值，提出的设计方法在捷联式天线平台角跟踪系统中的应用是有效的。     

一种基于相关特性的低精度IMU初始方位角对准方法研究

为降低陀螺制造成本，本文针对只需定向而对定位精度要求不高的捷联惯性导航系统，提出了一种两位置对准改进优化方法。该方法基于对准误差与水平X、Y轴陀螺随机噪声在东向投影的相关性，且与惯性导航设备所处的方位角有关的原理，通过在精对准时将惯性测量单元（IMU）转到0°和18 0°，降低Y、Z轴的陀螺精度对初始对准精度的影响，从而实现以较低精度陀螺完成精确初始对准的目的。最终进行了相关仿真试验和实物测试，结果表明，本文提出的方法在Y、Z轴陀螺精度降低50%时，仍能保持初始对准精度不变，进一步验证了本文所提方法的有效性。     

四区间双插值捷联惯姿算法

提出一种减小捷联惯导系统姿态算法误差的运算方法,该算法运用拉格朗日插值逼近载体系下角速率和姿态四元数,通过求解四元数方程组实现姿态更新.本文在典型圆锥运动和规则进动下,将该算法与常见的四子样旋转矢量算法进行了仿真对比,结果表明,新算法能有效提高姿态求解精度.     

捷联惯性导航系统飞行轨迹数据生成与惯性器件建模

由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据，而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数。为此，作者提出了一种生成测试用飞行轨迹，并能为惯性器件建模的解析式思想。用这种思想产生的飞行轨迹数据和惯性器件的模型，在硬件平台软硬件系统测试验证中得到了成功地应用，取得了很好的效果。     

主动雷达导引头接收信号仿真模型

雷达导引头是主动寻式战术导弹的关键组成部分,它对目标进行探测,并引导导弹飞向目标,对导弹的作战性能有重大影响。主动雷达导引头大多采用脉冲多普勒单脉冲体制,因此研究该类型雷达导引头的建模和仿真有重要意义。经典的对雷达导引头的仿真主要是对制导控制系统的仿真,对信号的接收和处理则没有涉及。从各种干扰条件下主动雷达导引头的仿真与评估问题出发,采用相干视频信号仿真方法对脉冲多普勒雷达导引头进行了建模与动态仿真研究,并进行了仿真试验。最后给出了典型战情下的仿真结果,证实了该方法和模型的正确性。     

捷联式天线平台的角跟踪系统设计

捷联式雷达导引头的角跟踪系统采用弹体姿态角补偿法可实现天线的捷联纯稳定 ,但无法直接得到用于比例导引的惯性视线角速率。为此 ,提出一种新的设计思路 ,将天线稳定与目标跟踪独立进行设计 ,即在捷联稳定的基础上 ,采用卡尔曼滤波方法来估计目标视线角速度。仿真结果表明 ,相同参数条件下 ,卡尔曼滤波法比微分法精度高 ,对测量噪声较大的情况更为有效。该设计方法对于捷联稳定导引头如何实现比例导引具有指导意义。     

基于MEMS的惯性导航系统研究与设计

提出了一种基于MEMS的捷联式惯性导航系统硬件和软件设计方法。设计了以ARM9处理器为核心的硬件平台,介绍了核心处理器及惯性器件的选型,给出了硬件系统组成;提出了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法,给出基于该操作系统的多任务设计方法及导航算法流程;该导航系统能够实现MEMS信息的实时提取、计算、位姿输出。