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基于外定位阻尼的捷联惯导算法设计

中国惯性技术学报 2011年第2期19卷 127-130页

作者：严恭敏郭鹍翁浚白亮西北工业大学自动化学院西安710072 船舶系统工程部北京100036

传统外阻尼惯导系统以外速度作为辅助参考,但在仅能提供外定位参考的条件下,为了避免由定位信号差分求取速度时造成噪声放大负面效应,推导了基于定位误差的罗经初始对准算法,并将它与捷联惯导姿态解算相结合,得到定位阻尼捷联惯导算法... 详细信息

传统外阻尼惯导系统以外速度作为辅助参考,但在仅能提供外定位参考的条件下,为了避免由定位信号差分求取速度时造成噪声放大负面效应,推导了基于定位误差的罗经初始对准算法,并将它与捷联惯导姿态解算相结合,得到定位阻尼捷联惯导算法。该算法具有计算量小和稳定性好等优点,但与Kalman滤波组合导航相比,也有它自己的应用条件并存在一些不足之处。最后,利用GPS定位和激光捷联惯导系统进行了车载试验,验证了所提算法的有效性。

关键词：捷联惯导系统罗经效应定位阻尼车载试验

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里程计辅助的捷联惯导系统研究

弹箭与制导学报 2013年第6期33卷 16-18页

作者：白亮严恭敏朱启举田荣军中国兵器工业第203研究所西安710065 西北工业大学自动化学院西安710072

对以里程计与捷联惯导速度之差为量测的捷联惯导/里程计组合导航系统进行了研究。在车辆运动条件下对捷联惯导误差方程进行了简化,并根据简化方程对速度量测方程进行了分析,结果表明捷联惯导/里程计组合导航系统的量测中并未包含载体机... 详细信息

对以里程计与捷联惯导速度之差为量测的捷联惯导/里程计组合导航系统进行了研究。在车辆运动条件下对捷联惯导误差方程进行了简化,并根据简化方程对速度量测方程进行了分析,结果表明捷联惯导/里程计组合导航系统的量测中并未包含载体机动的相关信息,因此载车的机动不能明显加快天向平台误差角的收敛速度,但是随时间增长可通过罗经效应对其进行估计。最后通过计算机仿真验证了上述结论的正确性。

关键词：里程计罗经效应陀螺仪

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方位罗经自对准原理的修正

战术导弹技术 2006年第2期 75-79,84页

作者：肖正林钱培贤第二炮兵工程学院西安710025

指出了现有文献中关于方位罗经对准原理存在的两个不足:罗经效应将方位误差角与平台绕东向轴的水平误差角联系起来,是方位罗经对准的必要条件,而实际上应是充分条件;方位罗经对准回路中,水平回路只能采用二阶调平回路,而不能采用三阶调... 详细信息

指出了现有文献中关于方位罗经对准原理存在的两个不足:罗经效应将方位误差角与平台绕东向轴的水平误差角联系起来,是方位罗经对准的必要条件,而实际上应是充分条件;方位罗经对准回路中,水平回路只能采用二阶调平回路,而不能采用三阶调平回路,而事实上采用三阶调平回路照样可以实现方位罗经自对准.分析了原因,并给出了方位罗经对准原理更确切的描述.

关键词：罗经效应惯性平台自对准

基于正逆向导航解算的捷联罗经动基座初始对准方法研究

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基于正逆向导航解算的捷联罗经动基座初始对准方法研究

作者：于飞飞哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

捷联罗经初始对准是基于罗经效应通过控制算法完成闭环调节的过程,对准算法的精确性和快速性是相互制约的。随着惯性器件的快速发展和更新换代,精确性问题逐步得到解决,快速性问题是当前捷联罗经对准亟待解决的问题之一。论文深入分析... 详细信息

捷联罗经初始对准是基于罗经效应通过控制算法完成闭环调节的过程,对准算法的精确性和快速性是相互制约的。随着惯性器件的快速发展和更新换代,精确性问题逐步得到解决,快速性问题是当前捷联罗经对准亟待解决的问题之一。论文深入分析了平台罗经初始对准原理、捷联罗经初始对准原理和罗经参数配置问题,推导了捷联罗经粗、精对准算法,提出了改进罗经对准算法,该算法将常规捷联罗经对准四步法改进为三步法。分析了逆向导航原理,研究了逆向导航解算在捷联罗经初始对准中的应用问题,推导了静基座和动基座逆向罗经精对准算法,完成了基于正逆向导航解算的捷联罗经对准,提出了全循环正逆向对准方法和半循环正逆向对准方法。针对动基座对准中提升实时性的问题,提出了基于姿态补偿的对准方法,设计了一次性姿态补偿和接续姿态更新两种补偿方法。针对粗对准误差过大导致精对准时间延长的问题,提出了正逆向二级变参数配置方法。通过论文设计的轨迹发生器模拟惯组数据,分别在静止、摇摆和行进三状态下对论文推导的算法进行仿真验证,全循环法和半循环法均能在同等参数和时间条件下提高对准精度,对比常规捷联罗经对准方法,缩短了对准时间。利用实验室三轴转台和惯导系统进行了静止状态对准试验,通过离线数据处理对基于正逆向导航解算的捷联罗经对准算法的实用性进行了验证,达到了预期效果。

关键词：初始对准罗经效应逆向导航动基座捷联惯导系统

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捷联惯导系统自对准技术研究

捷联惯导系统自对准技术研究

作者：景立博哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

惯性导航技术由于其隐蔽性好,自主性强等优势在海陆空各个武器装备上都不断得到应用。捷联惯导系统由于其成本低、体积小等优势是惯性导航的热门研究方向。在进行导航解算前,需要获取载体初始时刻的速度、位置、姿态信息。初始对准技术... 详细信息

惯性导航技术由于其隐蔽性好,自主性强等优势在海陆空各个武器装备上都不断得到应用。捷联惯导系统由于其成本低、体积小等优势是惯性导航的热门研究方向。在进行导航解算前,需要获取载体初始时刻的速度、位置、姿态信息。初始对准技术应运而生。虽然目前各类导航方式以及组合导航都得到长足的发展,但针对无法通过其它导航方式提供参考信息的情况下,捷联惯导系统自对准技术由于其自主性强、隐蔽性好的优势存在具有重要的工程意义。1、本文从捷联惯导系统的工作原理出发,建立捷联惯导系统的基本方程,并推导出相应的误差模型。2、在捷联罗经初始对准中,本文从平台罗经对准原理出发,将实体平台转为数学平台,推导出捷联罗经对准的工作原理,并对水平回路和方位回路的参数进行配置。在精对准前,通常需要先进行粗对准来获取粗略姿态矩阵,本文分析三种粗对准方法并进行了仿真验证。随后进行静基座下的罗经精对准的仿真验证。在工程应用中常常会受到各种环境因素的干扰使得粗对准的方位精度降低,针对方位大失准角的罗经对准采用时变罗经参数方法,通过缓慢调整阻尼振荡周期T完成罗经精对准,对两种方法在不同失准角下进行仿真,验证了时变罗经参数方法的有效性。3、基于最优估计的Kalman滤波初始对准研究中,从卡尔曼滤波的基本方程出发,结合捷联惯导系统的误差模型,推导出适用于捷联惯导系统的Kalman滤波模型,根据相应的状态量和观测量构造状态方程和量测方程,完成静基座下的Kalman滤波仿真。当失准角不是小角度时,由于模型的非线性使得Kalman滤波不再适用,本文采用无迹卡尔曼滤波进行SINS大失准角下的初始对准,通过仿真验证UKF的有效性。4、在讨论完两种自对准方法后,本文将逆向导航算法加入到两种方法中。逆向导航算法的核心思想是将采样的IMU数据进行“虚拟延长”,在提升一定精度的同时大大加快反应速率。本文从正向导航的基本方程出发推导出逆向导航算法,将其分别应用到捷联罗经精对准和Kalman滤波精对准中,进行算法的仿真验证。结果表明,逆向导航算法在静基座对准中对反应速率的提升是十分明显的,同时对逆向迭代的次数进行具体的分析研究。

关键词：捷联惯导系统初始对准罗经效应 Kalman滤波大失准角逆向导航

基于正逆向导航解算的捷联罗经动基座对准研究

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导航定位与授时 2020年第3期7卷 38-45页

作者：于飞飞王振桓曾庆双陈希军哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对基于正逆向导航解算的捷联罗经动基座对准实时性弱的问题,基于姿态补偿对准方法,采用一次性姿态补偿和接续姿态更新两种补偿方法设计了一种新的算法,并进行了仿真试验。通过仿真试验验证,全循环法和半循环法均能在同等参数和时间条... 详细信息

针对基于正逆向导航解算的捷联罗经动基座对准实时性弱的问题,基于姿态补偿对准方法,采用一次性姿态补偿和接续姿态更新两种补偿方法设计了一种新的算法,并进行了仿真试验。通过仿真试验验证,全循环法和半循环法均能在同等参数和时间条件下提高对准精度,对比常规捷联罗经对准方法,缩短了对准时间。针对粗对准误差过大导致精对准时间延长的问题,提出了正逆向二级变参数配置方法,减少了对准时间。

关键词：初始对准罗经效应逆向导航动基座

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陆用定位定向系统自主导航技术

导航定位与授时 2019年第2期6卷 26-33页

作者：刘辉刘畅李殿茜王琦北京自动化控制设备研究所北京100074

由于车载自主导航精度受作战半径影响,长航时使用需要一定的保障条件,难于实现无依托发射的问题,提出了一种定向精度不受导航时间影响、定位精度不受作战半径影响的自主导航方案。通过分析惯性旋转调制导航、惯性/里程计组合原理及误差... 详细信息

由于车载自主导航精度受作战半径影响,长航时使用需要一定的保障条件,难于实现无依托发射的问题,提出了一种定向精度不受导航时间影响、定位精度不受作战半径影响的自主导航方案。通过分析惯性旋转调制导航、惯性/里程计组合原理及误差特性,采用罗经效应原理实现了高精度长航时自主定向;通过旋转调制导航抵消惯性器件误差的影响,利用航位推算隔离载体加速度和速度对罗经效应的影响,使航向误差完全可观,提升实时估计与修正精度。在此基础上引入了地图匹配技术进行自主定位,解决陆用定位精度与行驶里程相关的问题。仿真和试验结果表明,该技术采用地图信息辅助定位定向系统进行自主导航,在较低保障要求下,能够解决定向、定位误差积累问题,具有较强的理论意义和工程实用价值。

关键词：无依托发射自主导航旋转调制罗经效应地图匹配

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捷联惯导系统罗经法自对准

中国惯性技术学报 2008年第4期16卷 386-389页

作者：李瑶徐晓苏吴炳祥东南大学仪器科学与工程学院南京210096

研究了摇摆状态下捷联惯导系统罗经法自对准技术,设计了水平、方位精对准参数以及基于MATLAB/SIMULINK的参数分析系统,最后进行了基于VC++6.0的捷联惯导系统罗经法自对准的软件设计、仿真分析与精度评估。仿真结果表明,罗经法自对准在... 详细信息

研究了摇摆状态下捷联惯导系统罗经法自对准技术,设计了水平、方位精对准参数以及基于MATLAB/SIMULINK的参数分析系统,最后进行了基于VC++6.0的捷联惯导系统罗经法自对准的软件设计、仿真分析与精度评估。仿真结果表明,罗经法自对准在不同海情、不同初始姿态误差角、全方位、带量化误差的条件下均具有较高的对准精度、较好的快速性和动态品质,能够满足捷联惯导系统在摇摆基座下实现自对准的要求,同时为下一步的工程应用提供了依据。

关键词：捷联惯导系统罗经效应自对准参数分析系统精度评估

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陆用光纤捷联惯导系统定位误差自主抑制技术

陆用光纤捷联惯导系统定位误差自主抑制技术