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四阶龙格库塔法在激光陀螺捷联惯性导航系统中的应用

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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2016年第4期45卷 484-488页

作者：王建中杨璐重庆青年职业技术学院信息工程系重庆北碚400712

在激光捷联惯性导航系统中,应用四阶龙格库塔法求解载体速度增量,有效地解决了载体转动过程中三轴陀螺角速度变化对速度的影响,通过与三轴加速度计实测的X,Y,Z方向的加速度叠加,大大减少了导航中速度的累积误差,保证了捷联惯性导航系统... 详细信息

在激光捷联惯性导航系统中,应用四阶龙格库塔法求解载体速度增量,有效地解决了载体转动过程中三轴陀螺角速度变化对速度的影响,通过与三轴加速度计实测的X,Y,Z方向的加速度叠加,大大减少了导航中速度的累积误差,保证了捷联惯性导航系统在地理坐标系东北天中实时测量载体的三轴运动速度,以及载体航向、横滚、俯仰的快速实时输出,提高了纯惯性导航系统姿态精度和定位精度.动静态寻北、导航实验及捆绑载体测量其姿态跟踪性能的测试结果表明,寻北精度CEP小于0.5密位,横滚、俯仰精度误差小于0.3密位,里程计组合导航精度误差小于1‰.

关键词：激光捷联惯性导航系统龙格库塔法组合导航速度积分加速度计

激光陀螺捷联惯性导航系统组合导航及零速修正技术研究

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激光陀螺捷联惯性导航系统组合导航及零速修正技术研究

作者：冯庆奇国防科学技术大学

学位级别：硕士

捷联惯性导航系统(SINS)可以连续提供多种导航信息,短时间内运行的精度较高,然而其定位误差随时间积累,长时间运行精度较差。全球定位系统(GPS)长期误差特性较好,但短期误差精度不好。采用GPS/SINS为组合方式的组合导航系统能够取长补短... 详细信息

捷联惯性导航系统(SINS)可以连续提供多种导航信息,短时间内运行的精度较高,然而其定位误差随时间积累,长时间运行精度较差。全球定位系统(GPS)长期误差特性较好,但短期误差精度不好。采用GPS/SINS为组合方式的组合导航系统能够取长补短,克服SINS和GPS各自的缺点。零速修正(ZUPT)技术不需要外界辅助手段,能够有效修正纯SINS定位误差的积累,在某些场合能够得到有效应用。本文针对这两个方向进行了深入的研究,全文主要工作包括: 1.建立了捷联惯性导航系统激光陀螺随机序列的自回归模型,并通过实际系统的数据分析表明随机序列的二阶自回归模型适用于捷联惯性导航系统;2.设计了激光陀螺二阶自回归模型辅助条件下GPS/SINS组合导航的算法,建立了组合导航系统的Kalman滤波模型;3.编制了数据采集程序和GPS/SINS组合导航试验数据处理程序,进行了车载GPS/SINS组合导航试验,并且对GPS/SINS组合导航试验数据的数值解算和结果分析;4.分别设计了激光陀螺捷联惯性导航系统零速修正技术二次多项式拟合算法和Kalman滤波拟合算法,并建立了相应的模型;5.编制了基于二次多项式拟合零速修正技术实时导航解算程序、Kalman滤波处理程序,进行了车载SINS零速修正重复行驶试验和复杂行驶试验,对试验结果进行了详细的分析。在捷联惯性导航系统激光陀螺二阶自回归模型辅助条件下,采用Kalman滤波技术,能够提高GPS/SINS组合导航系统的姿态精度。在SINS只有30s静基座对准时间条件下,进入组合导航阶段,水平姿态误差可以在50s内收敛至20角秒以内,方位角误差也能在500s内收敛至5角分以内;组合导航系统的速度误差与真实值相比不会超过0.1 m/s。重复行驶试验表明捷联惯导系统的定位精度与停车间隔有较大关系,停车间隔越短,定位精度越高。复杂行驶试验结果表明,基于二次多项式拟合零速修正技术的激光捷联惯性导航系统,在停车时间间隔为500s之间、行程10km范围内的情况下,定位精度可以控制在矿山井下安全生产限差以内;在停车时间间隔为5000s之间、行程约33km范围内的情况下,定位精度可以满足人员和机车在矿山井下的生产和安全需要;基于Kalman滤波的零速修正技术也能够降低捷联惯性导航系统的定位误差。

关键词：激光捷联惯性导航系统组合导航零速修正自回归建模卡尔曼滤波多项式拟合

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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多凹点滤波器在LINS中的应用

中国惯性技术学报 2015年第4期23卷 451-456页

作者：李汉舟潘泉杨娜张娟妮邓麟西北工业大学自动化学院西安710072 航天科技集团第16研究所西安710100

分析了激光捷联惯性导航系统中的激光陀螺频谱特性,指出激光捷联惯性导航系统中三个激光陀螺的抖动频率会互相干扰。提出一种多凹点有限冲击响应低通滤波器频域设计方法,通过指定三个抖动频率点幅值为小量,在幅频特性曲线上产生三个凹... 详细信息

分析了激光捷联惯性导航系统中的激光陀螺频谱特性,指出激光捷联惯性导航系统中三个激光陀螺的抖动频率会互相干扰。提出一种多凹点有限冲击响应低通滤波器频域设计方法,通过指定三个抖动频率点幅值为小量,在幅频特性曲线上产生三个凹陷点。该滤波器采用标准滤波算法,同时实现了对激光捷联惯性导航系统三个激光陀螺的滤波和机抖信号的陷波。给出了一个24阶多凹点滤波器设计实例,幅频特性分析说明,由于三个陷波点的集中,该滤波器还可以在机抖频率可能存在的频段上,提供额外的80 d B以上的衰减,可防止激光陀螺抖动频率漂移后陷波性能下降。试验结果表明,多凹点滤波器输出数据波动幅度比原激光捷联惯性导航系统使用的滤波器结果减小5~8倍,三轴摇摆试验的导航精度也有一定提高。

关键词：激光捷联惯性导航系统激光陀螺有限冲击响应滤波器陷波抖动频率

激光捷联惯性导航中不可交换性误差补偿算法研究

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东南大学学报（自然科学版） 2003年第4期33卷 419-423页

作者：熊智刘建业王燕萍南京航空航天大学导航研究中心南京210016 海军广州舰艇学院基础部广州510410

针对激光捷联惯性导航系统姿态和速度算法中所引入的不可交换性误差进行了原理上的分析 ,重点分析了速度计算过程中不可交换性误差产生的原因 .从工程化应用观点出发 ,提出利用等效转动矢量的单子样算法消除不可交换性误差 ,并且推导出... 详细信息

针对激光捷联惯性导航系统姿态和速度算法中所引入的不可交换性误差进行了原理上的分析 ,重点分析了速度计算过程中不可交换性误差产生的原因 .从工程化应用观点出发 ,提出利用等效转动矢量的单子样算法消除不可交换性误差 ,并且推导出了相应的姿态和速度的误差补偿算法 .实际跑车实验结果表明 ,误差补偿后的系统定位误差下降为原来的二分之一 ,表明激光捷联惯性导航系统误差补偿算法的设计思路是可行的。

关键词：激光捷联惯性导航系统误差补偿等效转动矢量不可交换性误差

高精度LINS陀螺采样频率以及噪声抑制技术

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中国惯性技术学报 2015年第5期23卷 585-589页

作者：李汉舟张娟妮潘泉王朝光邓麟西北工业大学自动化学院西安710072 航天科技集团第16研究所西安710100

基于激光陀螺高带宽和数字化输出的特点,提出激光陀螺数字信号处理的两个基础性问题,采样频率合理性与抗混叠滤波。分析了国产高精度激光捷联惯导常用的2000 Hz采样频率下激光陀螺频谱特性。指出在该采样频率下,激光陀螺输出信号中存在... 详细信息

基于激光陀螺高带宽和数字化输出的特点,提出激光陀螺数字信号处理的两个基础性问题,采样频率合理性与抗混叠滤波。分析了国产高精度激光捷联惯导常用的2000 Hz采样频率下激光陀螺频谱特性。指出在该采样频率下,激光陀螺输出信号中存在某些固定频率干扰信号。提出一种逐步升高采样频率的方法,给出了谱峰位置确定公式,证明国产高精度激光陀螺输出信号中存在机抖频率的3倍频和5倍频干扰信号,并给出合理的最低采样频率应为4500 Hz。为了解决激光陀螺数字化输出的抗混叠滤波问题,建议引入过采样技术,继续提高采样频率,降低激光陀螺功率谱密度,并利用低通滤波抑制噪声,提高激光陀螺精度。

关键词：激光陀螺采样频率激光捷联惯性导航系统抗混叠滤波过采样

一种工程化空舰导弹激光捷联惯导系统空中动基座对准方案

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战术导弹控制技术 2003年第4期11卷 7-12页

作者：李新纯北京自动化控制设备研究所，北京100074

论述了一种空舰导弹激光捷联惯导系统空中动基座对准方案,进行了方案设计,包括传递对准的原理和方法,以及水平对准和调平设计,重点是方位直接装订、水平速度传递对准.该方案对中近程空射战术导弹惯导系统的应用具有较强的工程性.

关键词：工程化空舰导弹激光捷联惯性导航系统空中动基座对准调平设计水平对准

维普期刊数据库评论

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激光捷联惯导系统的可靠性强化试验技术

电子产品可靠性与环境试验 2008年第1期26卷 34-39页

作者：任志乾国防科学技术大学三院机电研究所湖南长沙410073

可靠性强化试验技术作为一种新的可靠性激发试验技术在国外得到了广泛的应用,但在国内缺乏较为完善、科学的试验方案指南,制约了该项试验技术的推广使用。以某型光机电一体化产品的可靠性强化试验为例,对强化试验的方案制定、试验过程... 详细信息

可靠性强化试验技术作为一种新的可靠性激发试验技术在国外得到了广泛的应用,但在国内缺乏较为完善、科学的试验方案指南,制约了该项试验技术的推广使用。以某型光机电一体化产品的可靠性强化试验为例,对强化试验的方案制定、试验过程以及结果分析的全过程进行了探讨,给出了部分典型强化试验剖面和试验结果,并在此基础上对试验结果进行了分析。

关键词：可靠性强化试验激光捷联惯性导航系统强化应力

GPS/SINS组合导航技术在军事中的应用及发展趋势

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