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基于惯性辅助跟踪的未知对应姿态估计方法
1
作者 李岳 孙长库 +2 位作者 王大为 王鹏 付鲁华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期145-153,共9页
针对特征点对应关系未知的姿态估计问题,提出了1种基于惯性辅助跟踪的未知对应姿态估计方法。与利用惯性信息在数据处理层面优化先验位姿选取的方法不同,该方法在数据采集层面融合图像信息和惯性信息,从而提高了姿态估计和特征点匹配的... 针对特征点对应关系未知的姿态估计问题,提出了1种基于惯性辅助跟踪的未知对应姿态估计方法。与利用惯性信息在数据处理层面优化先验位姿选取的方法不同,该方法在数据采集层面融合图像信息和惯性信息,从而提高了姿态估计和特征点匹配的准确性和稳健性。本文提出了1种融合特征点跟踪和运动矢量约束跟踪的混合跟踪新方法,构建了二维和三维点集的初始匹配权重矩阵。基于该匹配权重矩阵建立优化目标函数,并利用改进软分配算法交替优化姿态估计和二维/三维点集匹配关系。利用二维精密转台搭载合作立体靶标进行算法性能测试,结果表明:在方位角/俯仰角为±50°内,该方法的成功率为99%,姿态估计精度优于0.15°,单次测量耗时约17 ms,并且在视觉遮挡情况下仍可保持较高的成功率。 展开更多
关键词 单目视觉 姿态估计 未知对应 惯性辅助跟踪。
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城市环境下惯性辅助的GNSS多粗差探测方法 被引量：1
2
作者 吴有龙 陈帅 +1 位作者 徐楠 殷婷婷 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2023年第12期1269-1274,共6页
当多星座的GNSS接收机存在多个粗差时,传统的粗差检测和排除(FDE)方法需要通过频繁的搜索来排除潜在的观测值,剔除粗差的效率低,且定位性能可能急剧降低。提出一种惯性辅助的多粗差检测与排除方法,将惯性状态模型和测量模型的信息引入... 当多星座的GNSS接收机存在多个粗差时,传统的粗差检测和排除(FDE)方法需要通过频繁的搜索来排除潜在的观测值,剔除粗差的效率低,且定位性能可能急剧降低。提出一种惯性辅助的多粗差检测与排除方法,将惯性状态模型和测量模型的信息引入到自主完好性监测中,来构造全局和局部检验统计量检测粗差,并有效地排除错误测量值。结果表明,对于接收机存在2个以上粗差时,传统的FDE方法误检和漏检率高,而本文方法可显著提高检测效率,提高定位精度。 展开更多
关键词 粗差探测 惯性辅助GNSS 误判 漏检 自主完好性监测
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惯性辅助强多径环境中的北斗三频周跳探测与修复 被引量：4
3
作者 宁一鹏 王坚 +1 位作者 扈旋旋 王世达 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第S2期179-187,共9页
针对北斗三频信号,引入了惯性信息辅助周跳探测与修复,建立了北斗/INS松组合模型,提高了多径误差严重影响下的BDS周跳探测成功率和修复率。在常规伪距-相位组合与几何无关组合探测三频周跳的基础上,提出了INS定位辅助的北斗三频组合法,... 针对北斗三频信号,引入了惯性信息辅助周跳探测与修复,建立了北斗/INS松组合模型,提高了多径误差严重影响下的BDS周跳探测成功率和修复率。在常规伪距-相位组合与几何无关组合探测三频周跳的基础上,提出了INS定位辅助的北斗三频组合法,构建了INS辅助的周跳决策量,分析了INS定位误差对周跳探测的影响。该方法克服了周跳探测受伪距观测值精度影响的不足,实现了北斗系统多径环境中的小周跳探测。试验采用船载INS/BDS三频组合系统进行数据实测分析,结果表明,在水面强多径噪声环境导致传统三频探测模型失效的情况下,该方法显著提高了探测成功率与修复率,并适用于低频北斗观测数据。 展开更多
关键词 多路径 北斗 惯性辅助 松组合 周跳探测
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惯性辅助GNSS跟踪环路及其适配性分析
4
作者 刘亚玲 陈帅 金磊 《航空兵器》 2015年第2期26-30,共5页
载波跟踪技术作为GNSS接收机的关键技术,其跟踪算法在很大程度上决定着GNSS接收机的导航性能。本文基于一种典型载波跟踪环路结构,针对高动态环境下接收机跟踪环路易信号失锁的情况,设计了一种惯性辅助GNSS载波跟踪算法,提出利用多普勒... 载波跟踪技术作为GNSS接收机的关键技术,其跟踪算法在很大程度上决定着GNSS接收机的导航性能。本文基于一种典型载波跟踪环路结构,针对高动态环境下接收机跟踪环路易信号失锁的情况,设计了一种惯性辅助GNSS载波跟踪算法,提出利用多普勒频移变化量平滑伪距率算法,并对惯性辅助跟踪环路的适配性进行了分析。实验结果表明:惯性辅助GNSS载波跟踪算法适用于高动态环境,具有良好的动态性能和导航精度。 展开更多
关键词 高动态环境 跟踪环路 GNSS接收机 惯性辅助 平滑伪距率 适配性分析
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惯性辅助GNSS跟踪环路技术研究 被引量：1
5
作者 陆帅 陈帅 +2 位作者 余威 方俊 丁海龙 《航天控制》 CSCD 北大核心 2016年第1期20-24,共5页
GNSS信号在载体高动态飞行时会产生较大的多普勒频移,常规的跟踪环难以稳定跟踪信号,可能会使信号失锁。本文提出了一种利用惯性信息为跟踪环路提供辅助多普勒频移的方法,从而解决高动态环境下GNSS信号的稳定跟踪问题。实验结果表明:在... GNSS信号在载体高动态飞行时会产生较大的多普勒频移,常规的跟踪环难以稳定跟踪信号,可能会使信号失锁。本文提出了一种利用惯性信息为跟踪环路提供辅助多普勒频移的方法,从而解决高动态环境下GNSS信号的稳定跟踪问题。实验结果表明:在载体以50g的加速度相对卫星运动时,该方法显著降低了高动态对跟踪环路的影响,使接收机动态跟踪性能明显提升。 展开更多
关键词 高动态 惯性辅助 跟踪环路 多普勒频移
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惯性辅助数据与GPS载波环的同步
6
作者 秦永元 《导航》 1997年第1期71-77,共7页
分析了ＧＰＳ接收机抗干扰性能和动态跟踪能力对载波环带宽的矛盾要求，提出了解决的办法，惯性速度辅助，分析了辅助信息延迟误差对载波环锁定的影响，给出了实现惯导辅助数据与载波环数据严格同步的卡尔曼滤波外推器的设计方法，并作... 分析了ＧＰＳ接收机抗干扰性能和动态跟踪能力对载波环带宽的矛盾要求，提出了解决的办法，惯性速度辅助，分析了辅助信息延迟误差对载波环锁定的影响，给出了实现惯导辅助数据与载波环数据严格同步的卡尔曼滤波外推器的设计方法，并作了仿真计算，计算结果表明辅助速度的外推精度达０．５ｍ／ｓ左右，载波环在机动条件下仍可维持锁定。 展开更多
关键词 载波环 惯性辅助数据 GPS 组合导航
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惯性辅助的单频GPS整周模糊度快速求解 被引量：1
7
作者 彭旭飞 陆志东 +1 位作者 岳亚洲 高关根 《兵工自动化》 2016年第6期34-38,42,共6页
为改善法矩阵病态性,实现整周模糊度快速求解,提出惯性导航系统(inertial navigation system,INS)辅助单频GPS整周模糊度求解算法。将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,利用LAMBDA算法求解出... 为改善法矩阵病态性,实现整周模糊度快速求解,提出惯性导航系统(inertial navigation system,INS)辅助单频GPS整周模糊度求解算法。将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,利用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因,并利用GPS实测数据与仿真INS数据进行实验验证。实验结果表明:INS辅助信息使得法矩阵条件数减小2个数量级,模糊度衰减因子下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。 展开更多
关键词 惯性辅助 载波相位差分 整周模糊度 快速解算 病态性
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惯性辅助高动态RTK模糊度浮点解求解算法研究 被引量：2
8
作者 高亚豪 左启耀 +2 位作者 邹志勤 李峰 胡文涛 《导航定位与授时》 2017年第6期61-67,共7页
载波相位差分(RTK)技术需要着重解决整周模糊度快速精确求解问题。针对高动态应用,提出一种利用惯性信息辅助求解RTK整周模糊度浮点解的算法,建立了基于加速度信息辅助的Kalman滤波器模型,分析了加速度误差和惯导信息延迟对滤波结果的影... 载波相位差分(RTK)技术需要着重解决整周模糊度快速精确求解问题。针对高动态应用,提出一种利用惯性信息辅助求解RTK整周模糊度浮点解的算法,建立了基于加速度信息辅助的Kalman滤波器模型,分析了加速度误差和惯导信息延迟对滤波结果的影响,并通过仿真对算法的动态性能进行了深入研究。仿真结果表明,与未受辅助的Kalman滤波算法相比,基于惯性辅助的求解算法能够在高动态下获得较精确的整周模糊度浮点解,使后续整数解的搜索空间更小,提升了模糊度固定效率和成功率;在发生周跳、出现野值和跟踪到新卫星信号的情况下,该算法同样具有很好的模糊度浮点解求解性能;此外,惯导加速度的随机测量误差和信息延迟不会对算法的性能造成较大影响。 展开更多
关键词 惯性辅助 RTK 整周模糊度 KALMAN滤波 高动态
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计及同步机惯性与储能虚拟惯性价值的电能、惯性及一次调频联合优化出清模型
9
作者 朱兰 董凯旋 +2 位作者 唐陇军 李振坤 余家乐 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期7543-7554,I0005,共13页
高比例新能源发电并网将导致电力系统同步机惯性和频率响应资源减少,大扰动下电力系统频率安全问题凸显。目前,现货市场缺乏机制来激励惯性资源供应,而同步机惯性和储能虚拟惯性本身具有一定价值,因此可以考虑将他们纳入现货市场进行出... 高比例新能源发电并网将导致电力系统同步机惯性和频率响应资源减少,大扰动下电力系统频率安全问题凸显。目前,现货市场缺乏机制来激励惯性资源供应,而同步机惯性和储能虚拟惯性本身具有一定价值,因此可以考虑将他们纳入现货市场进行出清,以有效地维持系统频率稳定。为此,该文首先探讨同步发电机和储能提供惯性与一次调频的区别,并基于储能虚拟惯性延时推导两阶段响应过程的频率安全约束;其次,提出计及同步机惯性“块状”特性与储能能量预留系数的电能、惯性及一次调频日前出清模型,获取同步机惯性和虚拟惯性价值;最后,基于算例验证所提模型的有效性,并讨论不同参数设置对于出清结果的影响。 展开更多
关键词 同步机惯性 虚拟惯性 频率安全约束 惯性辅助服务市场 储能
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惯性辅助下高动态高灵敏度GNSS Kalman跟踪环路设计
10
作者 刘刚 张嵘 +2 位作者 郭美凤 崔晓伟 赵坤 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期333-338,共6页
高动态卫星导航接收机使用宽带宽载波环来获得动态范围,而高灵敏度接收机使用窄带宽载波环来获得更长的积分时间,因此在高动态和弱信号场景中,存在带宽选择的问题。该文引入惯性辅助来消除接收机的动态应力,设计了一种惯性辅助的二阶Kal... 高动态卫星导航接收机使用宽带宽载波环来获得动态范围,而高灵敏度接收机使用窄带宽载波环来获得更长的积分时间,因此在高动态和弱信号场景中,存在带宽选择的问题。该文引入惯性辅助来消除接收机的动态应力,设计了一种惯性辅助的二阶Kalman跟踪环路。惯性辅助消除了加速度对接收机环路的影响,使接收机工作于准静态场景,允许使用低阶环路来改善瞬态响应,并压缩环路带宽来延长积分时间,抑制噪声影响的同时也改善了载波相位测量精度。采集航迹发生器和卫星信号模拟器输出信号并进行仿真实验。实验结果表明:使用20ms相干积分时间,接收机加速度大于50g的情况下,该环路可以跟踪载噪比为24dB·Hz的弱信号。 展开更多
关键词 惯性辅助 全球导航卫星系统 高动态 高灵敏度 Kalman跟踪环
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惯性信息辅助高动态GPS接收机快速捕获方法研究 被引量：1
11
作者 杨雨薇 《山东工业技术》 2017年第7期142-142,共1页
本文研究了在高动态环境背景下,基于GPS普通信号的捕获原理及实现方法。对原有的FFT算法中传统的处理算法进行了改进,仿真了惯性信息辅助算法,实验结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。
关键词 GPS 惯性辅助 捕获 FFT
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基于惯性辅助的GPS相对定位算法 被引量：3
12
作者 彭旭飞 陆志东 +1 位作者 岳亚洲 高关根 《导航与控制》 2016年第6期7-13,20,共8页
针对GPS信号易受干扰遮挡以及利用载波相位差分进行相对定位时整周模糊度浮点解精度差、搜索空间大的不足,提出INS辅助的GPS相对定位算法。首先采用:INS/GPS深组合方式,实现伪距、伪距率的滤波平滑:然后利用校正后的惯性信息、伪距、载... 针对GPS信号易受干扰遮挡以及利用载波相位差分进行相对定位时整周模糊度浮点解精度差、搜索空间大的不足,提出INS辅助的GPS相对定位算法。首先采用:INS/GPS深组合方式,实现伪距、伪距率的滤波平滑:然后利用校正后的惯性信息、伪距、载波相位集中滤波得到高精度的浮点解和协方差阵;最后利用LAMBDA算法得到模糊度固定解和相对位置信息。文中使用GPS实测数据和仿真惯导数据进行相对定位试验,结果表明在GPS信号受到短时遮挡时,有惯性辅助和没有惯性辅助相比,东北天3个方向的平均误差分别下降66.45%、82.32%、85.66%;且该算法可改善模糊度指标,压缩整周模糊度搜索空间,提升整周模糊度求解效率。 展开更多
关键词 惯性辅助 载波相位差分 相对定位 整周模糊度
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惯性信息辅助高动态接收机捕获问题的研究 被引量：4
13
作者 于海亮 胡小平 唐康华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2008年第5期50-54,共5页
高动态环境为GPS接收机快速捕获信号带来了困难,通过外部的惯性信息辅助,接收机能预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围,减小捕获时间。本文在GPS信号捕获原理的基础上,介绍了多普勒和码偏移误差对检测概率的影响,给出... 高动态环境为GPS接收机快速捕获信号带来了困难,通过外部的惯性信息辅助,接收机能预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围,减小捕获时间。本文在GPS信号捕获原理的基础上,介绍了多普勒和码偏移误差对检测概率的影响,给出了惯性信息辅助接收机捕获的方法,着重分析了GPS接收机在冷启动和温启动的情况下有惯性辅助和无惯性辅助的平均捕获时间。结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显地减少接收机捕获的时间,提高接收机捕获的性能。 展开更多
关键词 高动态 惯性信息辅助 捕获时间 冷启动 温启动
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水下运载体重力辅助惯性导航系统仿真平台 被引量：10
14
作者 秦政 边信黔 +1 位作者 施小成 李娟 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期755-758,共4页
重力辅助惯性导航系统(GAINS)是未来水下无源导航的重要形式之一。为了调试和验证这种新的水下导航系统,开发了水下运载体导航系统仿真平台。提出了仿真平台总体结构;描述了仿真平台中运动载体模块、惯导模块以及重力测量模块的数学模... 重力辅助惯性导航系统(GAINS)是未来水下无源导航的重要形式之一。为了调试和验证这种新的水下导航系统,开发了水下运载体导航系统仿真平台。提出了仿真平台总体结构;描述了仿真平台中运动载体模块、惯导模块以及重力测量模块的数学模型和仿真算法;对重力匹配算法也作了相应介绍;最后对仿真平台进行了仿真联调。结果表明,该仿真平台的结构合理可靠,各子系统采用的数学模型和仿真算法正确可信。 展开更多
关键词 水下运载体 惯性导航 重力辅助惯性导航 仿真平台
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重力辅助惯性导航中重力归算的垂直梯度计算 被引量：6
15
作者 李姗姗 吴晓平 陈少明 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2008年第2期10-12,共3页
重力辅助惯性导航技术是利用地球物理特征信息数据—重力来完成水下运动载体的辅助导航与定位。为了实现水下运动载体上重力传感器输出的实测重力信息与重力数据库中存储的重力信息之间的匹配,首先必须将这两类数据归算到一个平面。本... 重力辅助惯性导航技术是利用地球物理特征信息数据—重力来完成水下运动载体的辅助导航与定位。为了实现水下运动载体上重力传感器输出的实测重力信息与重力数据库中存储的重力信息之间的匹配,首先必须将这两类数据归算到一个平面。本文研究分析了重力归算中重力垂直梯度求解的各种方法;探讨了不同数值积分区域对扰动重力垂直梯度精度的影响;并通过计算分析,提出了可以直接以重力异常垂直梯度代替扰动重力垂直梯度来求取重力垂直梯度。 展开更多
关键词 重力辅助惯性导航 重力归算 垂直梯度 扰动重力
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基于ICCP算法的重力辅助惯性导航 被引量：32
16
作者 王志刚 边少锋 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期147-151,157,共6页
迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍ICCP算法的基本原理,随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上,利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差,提出将... 迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍ICCP算法的基本原理,随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上,利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差,提出将匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出,ICCP算法可有效抑制惯导纬度误差的增长,且最大纬度误差不超过2,′以匹配位置误差作为观测量可以用来估计惯导方位误差角。 展开更多
关键词 迭代最近等值线算法 重力辅助惯性导航 匹配 卡尔曼滤波
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一种基于贝叶斯估计的地磁辅助惯性导航算法 被引量：6
17
作者 刘岳峰 郑培晨 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期873-880,共8页
针对已有算法难以满足实际应用需求的问题,提出一种面向飞行器导航的基于贝叶斯估计的地磁辅助惯性导航算法,其核心思想是将估计区域网格化,将位置估计转化为概率估计。该算法给出了位置修正策略。基于实测地磁数据的仿真实验结果显示,... 针对已有算法难以满足实际应用需求的问题,提出一种面向飞行器导航的基于贝叶斯估计的地磁辅助惯性导航算法,其核心思想是将估计区域网格化,将位置估计转化为概率估计。该算法给出了位置修正策略。基于实测地磁数据的仿真实验结果显示,在仿真条件下,平均导航误差为89 m,首次修正惯导的平均时间为156 s,算法性能对初始估计误差的敏感性不显著。 展开更多
关键词 贝叶斯估计 地磁辅助惯性导航算法 概率估计
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地磁辅助惯性导航匹配算法研究 被引量：7
18
作者 李豫泽 石志勇 杨云涛 《兵工自动化》 2008年第6期25-26,31,共3页
对地磁辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析,鉴于采样卡尔曼滤波算法在重力辅助导航中的成功应用,将其用于地磁图形匹配。滤波通过设计少量的σ点,并计算这些σ点的经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新,较... 对地磁辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析,鉴于采样卡尔曼滤波算法在重力辅助导航中的成功应用,将其用于地磁图形匹配。滤波通过设计少量的σ点,并计算这些σ点的经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新,较广义卡尔曼滤波具有计算精度高、便于计算的特点。 展开更多
关键词 惯性导航系统 地磁辅助惯性导航 σ点 采样卡尔曼滤
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基于局部地球重力场模型的水下重力辅助惯性导航 被引量：8
19
作者 王志刚 边少锋 肖胜红 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期408-414,共7页
提出一种基于局部地球重力场模型的水下重力辅助导航新模式。首先介绍一种利用快速傅里叶拟合技术建立的连续局部重力场模型,随后在该模型的基础上,将测量重力与惯导指示重力之差表示为连续的解析形式,最后以重力差作为包含惯导位置误... 提出一种基于局部地球重力场模型的水下重力辅助导航新模式。首先介绍一种利用快速傅里叶拟合技术建立的连续局部重力场模型,随后在该模型的基础上,将测量重力与惯导指示重力之差表示为连续的解析形式,最后以重力差作为包含惯导位置误差的量测值,结合扩展卡尔曼滤波算法对惯导位置误差进行最优估计。以分辨率为2′×2′的某区域重力异常数据为背景场进行仿真,局部重力场模型的平均误差小于0.13mGal(1mGal=10-3cm/s2),潜器的平均经纬定位误差分别小于0.20nm和0.25nm。 展开更多
关键词 重力辅助惯性导航 傅里叶级数 局部重力场 扩展卡尔曼滤波 惯性导航系统
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基于改进型MAD算法的地形辅助惯性导航 被引量：4
20
作者 程传奇 郝向阳 刘松林 《电子测量技术》 2015年第4期6-9,共4页
平均绝对差(MAD)算法是一种经典的匹配导航算法,首先针对MAD算法中的计算问题,提出了一种改进型MAD算法。随后在SRTM数据的基础上,采用改进型MAD算法进行仿真实验得到最佳匹配位置。针对传统的SITAN模式的地形辅助导航系统由于仅使用高... 平均绝对差(MAD)算法是一种经典的匹配导航算法,首先针对MAD算法中的计算问题,提出了一种改进型MAD算法。随后在SRTM数据的基础上,采用改进型MAD算法进行仿真实验得到最佳匹配位置。针对传统的SITAN模式的地形辅助导航系统由于仅使用高程差作为观测量而易发散的问题,提出将匹配位置误差也作为观测量,通过卡尔曼滤波算法对惯导系统误差进行最优估计。最终的仿真结果表明,该导航方式能够有效抑制惯导的累积误差,有一定的稳定性,同时具有良好的动态定位效果。 展开更多
关键词 地形辅助惯性导航 平均绝对差 卡尔曼滤波 匹配
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