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捷联姿态算法非互易误差的分析与修正

哈尔滨工业大学学报 2001年第4期33卷 508-511页

作者：吴俊伟黄德鸣邹经湘哈尔滨工业大学力学博士后流动站黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

在捷联惯性导航系统中 ,陀螺仪的输出是迭代时间内载体的角增量的量化值 ;由其解算出的载体姿态存在不可交换性误差 ,该误差的大小与捷联姿态算法密切相关 .研究的目的在于选择适当的捷联算法 ,减小姿态算法中的不可交换误差 ,提高捷联... 详细信息

在捷联惯性导航系统中 ,陀螺仪的输出是迭代时间内载体的角增量的量化值 ;由其解算出的载体姿态存在不可交换性误差 ,该误差的大小与捷联姿态算法密切相关 .研究的目的在于选择适当的捷联算法 ,减小姿态算法中的不可交换误差 ,提高捷联算法的精度 .以鱼雷捷联惯性姿态基准为例 ,对四元数法的捷联姿态算法误差和基于等效旋转矢量的优化的三子样捷联姿态算法误差进行了分析比较 .数字仿真结果表明 ,三子样法比四元数法的捷联姿态算法精度高 7至 8个数量级 ,而前者的采样周期却低一个数量级 ,显著地提高了捷联姿态算法的精度 .

关键词：捷联算法姿态误差四元数法旋转矢量法非互易性误差捷联惯性导航系统鱼雷

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旋转惯导捷联算法

舰船科学技术 2011年第9期33卷 40-43页

作者：吴自飞朱海高大远王超 92730部队海军潜艇学院

针对旋转惯导计算原理,分析了转台测角、测速误差对系统精度的影响。为确定其影响程度,将转台测角、测速误差等效为相应量值的陀螺仪漂移。理论计算和仿真结果表明,转台测量误差特别是测速误差对惯导系统造成较大的影响。提出改进的旋... 详细信息

针对旋转惯导计算原理,分析了转台测角、测速误差对系统精度的影响。为确定其影响程度,将转台测角、测速误差等效为相应量值的陀螺仪漂移。理论计算和仿真结果表明,转台测量误差特别是测速误差对惯导系统造成较大的影响。提出改进的旋转惯导捷联算法,该算法在姿态更新和导航计算后引入转台转角信息而不涉及转速信息,从算法原理上消除了测速误差对系统精度的影响。

关键词：旋转惯导捷联算法旋转机构测角误差测速误差

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捷联惯导系统的捷联算法误差补偿

中国惯性技术学报 2001年第2期9卷 7-11页

作者：吴俊伟黄德鸣哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001

用 Millie提出的三子样圆锥误差补偿算法和 Oleg Salychey提出的划船误差补偿算法对相应的误差进行了补偿 ,并对补偿算法进行了数字仿真。仿真结果表明 :所采用的误差补偿算法对提高捷联惯导系统的精度作用显著。

关键词：捷联算法圆锥误差划船误差误差补偿捷联惯导系统

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光纤陀螺捷联惯导系统改进算法研究

光纤陀螺捷联惯导系统改进算法研究

作者：廖斌哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文针对“十一五”重点预研项目“光纤陀螺捷联惯导系统”进行了光纤陀螺捷联惯导系统算法的理论研究与实现。目的在于解决现有光纤陀螺捷联惯导系统算法中存在的角速率信息的合理利用及工程实用性等问题，实现算法的工程化，提高整个... 详细信息

本文针对“十一五”重点预研项目“光纤陀螺捷联惯导系统”进行了光纤陀螺捷联惯导系统算法的理论研究与实现。目的在于解决现有光纤陀螺捷联惯导系统算法中存在的角速率信息的合理利用及工程实用性等问题，实现算法的工程化，提高整个捷联惯导系统的精度,因此本文的研究具有一定的理论意义和工程价值。本课题研究的主要内容及成果有： 1.分析了传统算法对圆锥误差的抑制能力。分别以陀螺角速率输入和角增量输入的情况对工程中常用的捷联姿态算法－四元数法、二子样旋转矢量法和三子样旋转矢量法进行分析。得出角速率输入情况下旋转矢量算法误差明显增大。 2．提出了新的圆锥补偿算法。本文根据上述分析的结论，利用了光纤陀螺角速率输出的特点及旋转矢量的原理提出了新的圆锥补偿算法。经过理论与仿真分析得出：在计算量增加不多的情况下，新算法的补偿精度优于上述算法，而且易于工程实现。 3．提出了动态环境下新的光纤陀螺捷联惯导系统算法。传统的捷联算法中，没有考虑到圆锥补偿和划船补偿。因此在动态环境下，传统的捷联算法存在一定的误差，对系统的精度带来较大的影响。本文应用上述提出的新的圆锥补偿算法及现有划船补偿融入捷联算法中，利用了旋转四元数原理对光纤陀螺捷联算法进行了改进，仿真表明了姿态精度提高约一个数量级，速度、位置精度平均提高11.8%,计算量减小约5%。 4．设计和实现了改进的捷联系统算法软件。为了进行比较，同时完成了传统捷联算法软件。并分别对传统算法和改进的算法进行实验，实验结果表明改进的算法软件有效的抑制了圆锥误差及划船误差，而且在运算时间和计算精度明显高于传统的算法。

关键词：捷联算法光纤陀螺圆锥误差旋转矢量

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捷联惯导系统的数据采集技术与算法研究

捷联惯导系统的数据采集技术与算法研究

作者：奔粤阳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

捷联式导航系统是惯性导航系统中的一种，它与平台式导航系统相比具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的特点，是今后惯性导航系统的发展方向。本论文的研究工作以I-42捷联惯性测量组件为基础，对捷联惯导系统中的数据采集技术和捷联... 详细信息

捷联式导航系统是惯性导航系统中的一种，它与平台式导航系统相比具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的特点，是今后惯性导航系统的发展方向。本论文的研究工作以I-42捷联惯性测量组件为基础，对捷联惯导系统中的数据采集技术和捷联姿态算法和速度更新算法进行初步的探讨，为进一步深入研究奠定基础。主要工作如下：捷联式惯导系统的数据采集电路的设计及相关驱动程序的开发。以FPGA为硬件电路的核心，VHDL作为FPGA的描述语言，设计系统的数据采集卡。完成I-42捷联惯性测量组件与导航计算机之间的通讯功能。通过试验证明该采集卡的原理及设计是切实可行的。在DOS环境下采用C语言编程，开发的数据采集程序模块，为以后嵌入整个系统程序中奠定基础。捷联姿态算法研究。研究基于旋转矢量姿态算法中圆锥项补偿的问题，推导优化圆锥补偿算法和计算机上易于实现的递推补偿算法，通过仿真分析了各种算法的补偿性能。捷联速度算法研究。研究了速度更新算法中的比力转换算法。在典型划船环境下，对各子样算法进行优化，使它们的误差漂移率达到最小。介绍了利用圆锥积分算法进行Sculling补偿推导。通过对积分比力增量方程中高频部分和低频部分的分析，提出了一种高精度的速度误差补偿算法。并通过仿真分析了各种算法的补偿精度。

关键词：捷联惯导系统数据采集捷联算法

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枪炮弹微型惯导系统捷联姿态控制算法研究

军民两用技术与产品 2018年第18期 194-194,200页

作者：高凤李正喜贵州航天控制技术有限公司贵阳550009

现代战争中,短兵相接是局部战争的一个重要特征,决定局部战争的关键环节,往往是单兵作战的能力,枪炮弹因其打击精度高、携带方便、可直接摧毁对方重要目标而成为提升单兵作战能力的重要手段,由于枪炮弹体积小、成本低,不可能配备复杂制... 详细信息

现代战争中,短兵相接是局部战争的一个重要特征,决定局部战争的关键环节,往往是单兵作战的能力,枪炮弹因其打击精度高、携带方便、可直接摧毁对方重要目标而成为提升单兵作战能力的重要手段,由于枪炮弹体积小、成本低,不可能配备复杂制导仪器,因此,基于微型惯导系统研究合适的姿态控制算法,是提升枪炮弹打击精度的有效方法,通过研究,基于四元素的捷联姿态控制算法,算法简单,精度高,是一种适合枪炮弹这种微型导弹的实用算法.

关键词：枪炮弹微型惯导系统捷联算法

基于DSP的运动体姿态实时解算系统设计与仿真

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系统仿真学报 2011年第8期23卷 1743-1746页

作者：范志辉郭百巍李祥晨肖书名尹楠魏爽飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京理工大学宇航学院北京100081 国家体育总局体育科学研究所北京100061

针对姿态实时测量解算的需求,设计了基于DSP的运动体姿态实时解算系统的整体方案,并就方案中涉及的捷联算法、初始对准及修正算法、姿态角扩展方法做了比较详尽的分析。同时通过采用实际MIMU测量硬件对系统进行了初步验证实验,实验结果... 详细信息

针对姿态实时测量解算的需求,设计了基于DSP的运动体姿态实时解算系统的整体方案,并就方案中涉及的捷联算法、初始对准及修正算法、姿态角扩展方法做了比较详尽的分析。同时通过采用实际MIMU测量硬件对系统进行了初步验证实验,实验结果表明,算法正确,系统基本满足要求,为今后的进一步工程应用提供了研制基础。

关键词： DSP MIMU 姿态捷联算法

基于Matlab/Simulink捷联惯导系统快速设计

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系统仿真学报 2009年第11期21卷 3484-3488页

作者：石小稳秦永元西北工业大学自动化学院西安710072

详细介绍了在Matlab/Simulink仿真环境下的捷联惯导仿真器的结构设计与开发过程。首先针对捷联惯导系统建立了数学模型,按照其功能进行模块划分,给出各个模块的具体实现方法与过程,建立了系统仿真平台;然后给出了完整的惯导系统仿真框图... 详细信息

详细介绍了在Matlab/Simulink仿真环境下的捷联惯导仿真器的结构设计与开发过程。首先针对捷联惯导系统建立了数学模型,按照其功能进行模块划分,给出各个模块的具体实现方法与过程,建立了系统仿真平台;然后给出了完整的惯导系统仿真框图,并在仿真平台上实现了捷联算法及捷联惯导系统的性能分析与验证。结果表明,该仿真平台有效、可靠,具有可视化,大大的缩短了开发的周期,为捷联惯导系统的设计提供了一种图形化、模块化的快捷途径。

关键词：捷联惯导系统捷联算法 Matlab/Simulink 系统仿真

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潜射战术导弹水弹道测量中的算法应用研究

舰船电子工程 2015年第9期35卷 134-139,182页

作者：单玉浩施建礼彭文辉海军潜艇学院青岛266041

现有潜射战术导弹射击训练中,对于导弹弹道的监控只有出水之后的空中弹道,而水中段尚无有效的监测手段。而在训练打靶过程中,水中段是最薄弱环节,导弹最易出现故障且故障原因难以确定,水弹道测量将为这些问题的解决提供依据。论文将MEM... 详细信息

现有潜射战术导弹射击训练中,对于导弹弹道的监控只有出水之后的空中弹道,而水中段尚无有效的监测手段。而在训练打靶过程中,水中段是最薄弱环节,导弹最易出现故障且故障原因难以确定,水弹道测量将为这些问题的解决提供依据。论文将MEMS惯性传感器应用于潜射战术导弹水弹道测量中,以捷联惯导姿态更新中最恶劣的工作环境——锥运动作为仿真环境,分析四阶龙格库塔法和毕卡算法的优劣,并以梯形公式计算毕卡算法中的角增量,仿真得出的结论有很好的工程实用价值。

关键词：潜射武器捷联算法毕卡算法四阶龙格库塔算法