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一种亚轨道飞行器再入段组合导航方法

宇航学报 2010年第3期31卷 729-733页

作者：杨峰程承张共愿程咏梅西北工业大学自动化学院西安710072

针对亚轨道飞行器再入飞行段的环境特性,设计了由INS、GPS、CNS组成的容错型组合导航系统,该系统能根据不同飞行阶段选择相应的传感器组合方案,将处于运行状态且无故障的子系统信息自动地实现最优融合。仿真结果表明,所设计系统具有良... 详细信息

针对亚轨道飞行器再入飞行段的环境特性,设计了由INS、GPS、CNS组成的容错型组合导航系统,该系统能根据不同飞行阶段选择相应的传感器组合方案,将处于运行状态且无故障的子系统信息自动地实现最优融合。仿真结果表明,所设计系统具有良好的容错性,并达到了较高的导航精度。

关键词：惯性导航亚轨道飞行器再入返回飞行段组合导航

基于相对导航的多平台INS误差联合修正方法

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航空学报 2011年第2期32卷 271-280页

作者：张共愿程咏梅程承杨峰雷宝权西北工业大学自动化学院陕西西安710129 西安飞行自动控制研究所陕西西安710065

在机群协同编队飞行中,编队成员仅装载惯性导航系统(INS)的方式具有隐蔽、抗干扰等明显的优势,但随着航时的增加,INS误差将不断累积,使导航系统失效,为此,提出基于相对导航的多平台INS误差联合修正方法。首先,建立了编队成员相对导航运... 详细信息

在机群协同编队飞行中,编队成员仅装载惯性导航系统(INS)的方式具有隐蔽、抗干扰等明显的优势,但随着航时的增加,INS误差将不断累积,使导航系统失效,为此,提出基于相对导航的多平台INS误差联合修正方法。首先,建立了编队成员相对导航运动模型及非线性观测模型,采用量测重构技术构造了伪线性观测模型并推导了观测噪声协方差矩阵;其次,基于相对导航结果提出了一种多平台INS误差联合修正方法,从理论上证明了协同编队各成员INS误差联合修正所能达到的理想性能,并给出了INS误差联合修正策略。仿真结果表明:所提出的相对导航估计算法在精度基本不变的情况下,收敛速度较扩展卡尔曼滤波(EKF)大幅提高;所提出的基于相对导航的多平台INS误差联合修正方法有效地减缓了编队系统的INS误差发散速度。

关键词：协同编队相对导航惯性导航伪线性扩展卡尔曼滤波

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预测-校正EKF算法在自主导航中的应用

宇航学报 2009年第6期30卷 2226-2230页

作者：张共愿程咏梅杨峰潘泉谷丛西北工业大学自动化学院西安710072

为提高航天器自主导航系统非线性估计精度,通过分析EKF线性化方法的缺点,基于数学分析理论研究了非线性函数线性化展开点以及雅可比矩阵取值点不同对线性化逼近程度的影响,然后对传统EKF算法的线性化展开方式进行了改进,提出了一种基于... 详细信息

为提高航天器自主导航系统非线性估计精度,通过分析EKF线性化方法的缺点,基于数学分析理论研究了非线性函数线性化展开点以及雅可比矩阵取值点不同对线性化逼近程度的影响,然后对传统EKF算法的线性化展开方式进行了改进,提出了一种基于中值定理和平滑估计的预测-校正EKF(FR-EKF)新算法。仿真结果表明,该算法在精度上优于EKF算法。

关键词：自主导航非线性估计平滑中值定理

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多系统组合导航仿真器设计

系统仿真学报 2010年第10期22卷 2316-2320页

作者：张共愿程咏梅杨峰潘泉谷丛西北工业大学自动化学院西安710072

通过分析多种导航系统各自的特点,从对惯性导航系统误差状态的可观测性出发,考虑到校正方式的自由选择、滤波算法的不同采用以及信源的有效性检验等因素,建立了多系统组合导航模型,并采用Simulink工具搭建了该系统仿真器模块。仿真器能... 详细信息

通过分析多种导航系统各自的特点,从对惯性导航系统误差状态的可观测性出发,考虑到校正方式的自由选择、滤波算法的不同采用以及信源的有效性检验等因素,建立了多系统组合导航模型,并采用Simulink工具搭建了该系统仿真器模块。仿真器能够自动地将处于工作状态的导航子系统按照最优准则组合起来,不但能够独立地执行,而且可以与其它导航系统仿真器一起集成在RT-LAB实时环境下正确运行。仿真结果表明,在满足精度的前提下,该系统具有导航信息的冗余性、互补性、容错性等良好性能。

关键词：组合导航信息融合冗余性互补性容错性

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无人机编队飞行导航方法及其仿真研究

计算机仿真 2011年第11期28卷 64-67页

作者：袁杰波杨峰张共愿梁彦西北工业大学自动化学院陕西西安710072

研究无人机导航优化编队问题,编队各成员的高精度定位是无人机协同编队飞行的关键技术和难点。为了提高编队定位的精度,提出了一种长机组合导航和长/僚机相对测量的编队成员导航定位方法,在编队导航系统模型的基础上,采用卡尔曼滤波原... 详细信息

研究无人机导航优化编队问题,编队各成员的高精度定位是无人机协同编队飞行的关键技术和难点。为了提高编队定位的精度,提出了一种长机组合导航和长/僚机相对测量的编队成员导航定位方法,在编队导航系统模型的基础上,采用卡尔曼滤波原理估计出各成员的惯导误差,经校正后得到精确的导航信息,并进行仿真。仿真结果表明,改进的方法对所设计的长机与僚机的导航定位是完全可行的,编队各成员均获得较高的测地导航精度。

关键词：编队飞行定位卡尔曼滤波

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一种机群相对定位方法

火力与指挥控制 2012年第3期37卷 13-15,19页

作者：程承杨峰张共愿程咏梅西北工业大学自动化学院西安710072

针对机群协同编队导航定位问题,通过分析机群协同编队的特点,建立了编队成员的相对运动模型并引入视觉观测信息,提出了一种基于相对导航的机群联合组网定位方法,理论分析及仿真结果均表明了联合定位结果能达到机群中各成员惯导位置输出... 详细信息

针对机群协同编队导航定位问题,通过分析机群协同编队的特点,建立了编队成员的相对运动模型并引入视觉观测信息,提出了一种基于相对导航的机群联合组网定位方法,理论分析及仿真结果均表明了联合定位结果能达到机群中各成员惯导位置输出的平均水平,有效地减缓了编队系统的定位误差发散速度。

关键词：惯性导航机群编队组网相对定位

提高无人机协同编队飞行测地导航精度的新方法

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火力与指挥控制 2013年第3期38卷 27-30,35页

作者：陈思静程咏梅张共愿西北工业大学自动化学院西安710072

针对无人机编队飞行导航定位的问题,以往的研究重点往往集中在主僚机的相对导航上,却忽略了对主僚机的测地导航,特别是僚机的测地导航的研究。在主机精确定位下,利用相对导航来提高僚机测地导航精度的方法,并考察了主机定位精度和相对... 详细信息

针对无人机编队飞行导航定位的问题,以往的研究重点往往集中在主僚机的相对导航上,却忽略了对主僚机的测地导航,特别是僚机的测地导航的研究。在主机精确定位下,利用相对导航来提高僚机测地导航精度的方法,并考察了主机定位精度和相对导航精度对僚机测地导航精度的影响。同时,也给出了一种协同编队飞行导航系统一体化设计的方法。最后通过仿真研究证明了方法的有效性。

关键词：相对导航组合导航 PLKF 编队飞行

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组合导航计算系统的Simulink仿真

计算机工程与应用 2009年第8期45卷 233-235页

作者：李文辉梁彦杨峰张共愿西北工业大学自动化学院西安710072

采用联邦卡尔曼滤波算法,分析了INS/GPS/ADS/CNS组合导航计算系统的数学模型,然后以MATLAB/Simulink为平台,构建了INS/GPS/ADS/CNS组合导航计算系统的仿真模型并进行了仿真。结果表明:建立的仿真模型能正确仿真组合导航计算系统的工作过... 详细信息

采用联邦卡尔曼滤波算法,分析了INS/GPS/ADS/CNS组合导航计算系统的数学模型,然后以MATLAB/Simulink为平台,构建了INS/GPS/ADS/CNS组合导航计算系统的仿真模型并进行了仿真。结果表明:建立的仿真模型能正确仿真组合导航计算系统的工作过程,并且具有良好的可视化效果,为组合导航系统的研究提供了有效的工具。

关键词：组合导航联邦卡尔曼滤波系统仿真

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粒子滤波及其在导航系统中的应用综述

中国惯性技术学报 2006年第6期14卷 91-94页

作者：张共愿赵忠西北工业大学自动化学院西安710072

传统的扩展卡尔曼滤波方法要求对非线性系统近似线性化,有可能会引入较大的模型误差。应用粒子滤波解决了这一问题。该算法可以直接应用于原系统的非线性模型当中,并且不需考虑系统噪声和量测噪声是否为高斯白噪声,都能得到很好的滤波... 详细信息

传统的扩展卡尔曼滤波方法要求对非线性系统近似线性化,有可能会引入较大的模型误差。应用粒子滤波解决了这一问题。该算法可以直接应用于原系统的非线性模型当中,并且不需考虑系统噪声和量测噪声是否为高斯白噪声,都能得到很好的滤波效果。文中介绍了粒子滤波的理论基础—贝叶斯估计及具体的实现方式—蒙特卡罗方法;指出粒子滤波存在的退化问题,并从减小退化现象入手将重要性采样和再采样方法引入到算法之中;最后阐述了粒子滤波在导航系统中的一些应用。

关键词：粒子滤波贝叶斯估计蒙特卡罗组合导航初始对准