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重力辅助惯性导航中延时误差补偿算法研究

压电与声光 2015年第1期37卷 113-116页

作者：姜鑫周广涛石惠文程正生哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001 中船重工第七○七研究所江西九江332000

在重力辅助惯性导航系统中,由于重力仪的输出存在时间延迟,造成了观测信息滞后,采用常规扩展卡尔曼滤波算法难以保证滤波的精度。因此,该文首先建立了适应扩展卡尔曼滤波的数学模型,将重力仪实测重力异常与惯导系统指示位置的地图重力... 详细信息

在重力辅助惯性导航系统中,由于重力仪的输出存在时间延迟,造成了观测信息滞后,采用常规扩展卡尔曼滤波算法难以保证滤波的精度。因此,该文首先建立了适应扩展卡尔曼滤波的数学模型,将重力仪实测重力异常与惯导系统指示位置的地图重力异常值之差作为量测信息;然后利用厄特弗斯效应计算重力仪的延迟时间;在此基础上,提出了一种延迟误差补偿算法,将其应用到重力辅助惯性导航系统中。仿真结果表明,该算法能有效地降低时间延迟给系统造成的不利影响,从而提高重力辅助惯性导航系统的定位精度。

关键词：惯性导航系统重力仪扩展卡尔曼滤波厄特弗斯效应时间延迟补偿

RAPINS/GPS/L/重力仪海洋重力测量系统仿真

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第S1期40卷 331-336页

作者：汪凤林温秀兰林健蔡体菁南京工程学院自动化学院南京211167 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

为了降低海洋重力测量的成本,提出将重力敏感器放置在速率方位惯性平台上,加上GPS接收机和计程仪,从而构成一个集导航与动态重力测量功能为一体的组合系统.对RAPINS/GPS/L/重力仪海洋重力异常测量系统进行了研究,建立了组合系统的工作模... 详细信息

为了降低海洋重力测量的成本,提出将重力敏感器放置在速率方位惯性平台上,加上GPS接收机和计程仪,从而构成一个集导航与动态重力测量功能为一体的组合系统.对RAPINS/GPS/L/重力仪海洋重力异常测量系统进行了研究,建立了组合系统的工作模式,分析了该系统在海洋重力测量中的误差,并且进行了计算机仿真.仿真结果表明,由中低精度的惯性元件组成的RAPINS/GPS/L/重力仪组合系统具有很高的导航精度和较小的平台角误差,可以保持重力敏感器的垂直指向,并能精确计算厄特弗斯效应,具有较高的重力异常测量精度,能够满足海洋重力测量要求.

关键词：重力仪速率方位平台惯性导航系统 GPS 厄特弗斯效应

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海洋重力测量误差补偿技术

中国惯性技术学报 2011年第1期19卷 1-5页

作者：奚碚华于浩周贤高天津航海仪器研究所天津300131

海洋重力场信息在勘探矿源和导航定位等方面都具有重要意义。进行海洋重力实时测量时,重力仪会受到各种外界扰动力的影响,再加上重力敏感器本身稳定性和惯性平台系统性能影响,重力敏感器的输出需要进行一系列数据处理和补偿后才能得到... 详细信息

海洋重力场信息在勘探矿源和导航定位等方面都具有重要意义。进行海洋重力实时测量时,重力仪会受到各种外界扰动力的影响,再加上重力敏感器本身稳定性和惯性平台系统性能影响,重力敏感器的输出需要进行一系列数据处理和补偿后才能得到当地重力异常值。研究了重力敏感器安装角误差标定、零位漂移估计和格值修正等重力数据预处理方法。分析了海洋重力测量数据处理流程,主要包括零点漂移补偿、水平加速度误差补偿、厄特弗斯效应修正、高度修正和噪声滤波处理等。对每个数据处理过程都提出了具体补偿算法,并分析了补偿后的重力测量误差。将以上重力数据处理方法应用到实际重力测量,结果表明重力仪能够准确测量出当地重力值,其精度为1 mGal。

关键词：海洋重力测量重力仪厄特弗斯效应零点漂移低通滤波

速率方位惯性平台/计程仪/重力匹配组合导航系统仿真研究

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中国惯性技术学报 2005年第5期13卷 24-28页

作者：汪凤林蔡体菁东南大学仪器科学系与工程系南京210096

根据重力无源导航的基本要求,建立了速率方位惯性平台/计程仪/重力匹配组合导航系统的工作模式,给出了该组合导航系统的误差状态方程、测量方程和扩展Kalman方程。由于重力传感器是在运动载体上测量重力的,其输出包含当地重力大小和厄... 详细信息

根据重力无源导航的基本要求,建立了速率方位惯性平台/计程仪/重力匹配组合导航系统的工作模式,给出了该组合导航系统的误差状态方程、测量方程和扩展Kalman方程。由于重力传感器是在运动载体上测量重力的,其输出包含当地重力大小和厄特弗斯效应,所以在该组合导航系统Kalman滤波器中考虑了厄特弗斯效应。采用matlab/simulink工具对该组合导航系统在分辨率为0.005o×0.00 5o的数字重力异常图上进行了计算机仿真研究。仿真结果表明:该组合导航系统长时间定位误差小于导航系统目标误差的15%(RMS),在重力异常显著变化地区其定位误差将更小。

关键词：速率方位惯性平台重力图组合导航厄特弗斯效应

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一种模式识别神经网络重力匹配算法

中国惯性技术学报 2007年第4期15卷 418-422页

作者：程力蔡体菁东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

从模式识别的角度分析了搜索模式下水下运载体的重力匹配问题,利用模式识别神经网络实现重力匹配定位。在重力图匹配时,以惯性导航仪指示位置为中心规划真实位置的网格点搜索范围,从参考重力图上提取相应一系列的重力数据,与对应网格点... 详细信息

从模式识别的角度分析了搜索模式下水下运载体的重力匹配问题,利用模式识别神经网络实现重力匹配定位。在重力图匹配时,以惯性导航仪指示位置为中心规划真实位置的网格点搜索范围,从参考重力图上提取相应一系列的重力数据,与对应网格点的位置一起定义成多个模式类,构造相应的模式识别概率神经网络,运用该神经网络将实时重力测量数据识别到某个模式类,对比模式类的定义确定载体位置。在实测重力图上对重力辅助惯性导航系统进行了计算机仿真研究。结果表明,在重力场特征显著区域该重力匹配算法能够有效减小厄特弗斯效应的影响,其导航系统定位误差小于一个重力图网格,匹配率在80%以上,匹配效果优于一般的相关匹配算法。

关键词：组合导航系统惯性导航重力厄特弗斯效应

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GAINS中重力传感器信息的扰动改正

测绘科学技术学报 2007年第4期24卷 270-273页

作者：李姗姗吴晓平信息工程大学测绘学院河南郑州450052

重力辅助惯性导航系统GAINS(Gravity Aided Inertial Navigation System)是利用地球物理特征信息──重力来完成水下运动载体的辅助惯性导航与定位。为实现重力匹配以校正惯性导航随时间累积的误差,首先必须对重力传感器输出信息进行扰... 详细信息

重力辅助惯性导航系统GAINS(Gravity Aided Inertial Navigation System)是利用地球物理特征信息──重力来完成水下运动载体的辅助惯性导航与定位。为实现重力匹配以校正惯性导航随时间累积的误差,首先必须对重力传感器输出信息进行扰动改正。分析了水下运动状态下重力传感器受到的各种重力扰动,如垂直扰动加速度、水平扰动加速度以及厄特弗斯效应影响所产生的原因,研究了扰动误差模型与INS导航精度之间的关系,并通过计算,提出了可直接以INS输出数据而无需其它外部有源导航信息进行扰动分离的方法。

关键词： GAINS 重力扰动厄特弗斯效应水平加速度间接影响

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水下重力辅助导航重力仪观测数据实时处理

舰船科学技术 2011年第3期33卷 74-77页

作者：郭秋英徐遵义山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 山东建筑大学计算机科学与技术学院山东济南250101

海洋重力辅助导航是近几年舰船导航研究的热点和前沿问题,舰船重力测量数据的实时处理是重力辅助导航的关键技术之一;提高重力测量数据的精度,对于提高重力辅助惯性导航的精度具有重要的意义。介绍了水下重力辅助导航中重力观测数据实... 详细信息

海洋重力辅助导航是近几年舰船导航研究的热点和前沿问题,舰船重力测量数据的实时处理是重力辅助导航的关键技术之一;提高重力测量数据的精度,对于提高重力辅助惯性导航的精度具有重要的意义。介绍了水下重力辅助导航中重力观测数据实时处理的数学模型和处理方法,探讨了水下载体重力观测数据的厄特弗斯改正和水平扰动加速度改正的数学模型,并通过实例进行了验证。

关键词：重力辅助导航重力异常厄特弗斯效应水平加速度扰动

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海洋重力仪直接测量纬度技术探讨

海洋测绘 2012年第6期32卷 30-32页

作者：易启林孙毅边少锋徐洪章 92488部队海军工程大学导航工程系

海洋重力测量数据中包含测量载体运动产生的对地离心力大小,而该离心力大小与纬度有关,利用此原理,设计了一种测量方法,可以测量出该离心力的大小,进而计算出所处纬度值;通过对测量方法的精度分析,提出了最佳测量方案。从计算实例来看,... 详细信息

海洋重力测量数据中包含测量载体运动产生的对地离心力大小,而该离心力大小与纬度有关,利用此原理,设计了一种测量方法,可以测量出该离心力的大小,进而计算出所处纬度值;通过对测量方法的精度分析,提出了最佳测量方案。从计算实例来看,运用该方法可以有效地测量出测量点的纬度。

关键词：海洋重力仪直接测量纬度重力场厄特弗斯效应