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复杂城市环境下的全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统组合导航算法 被引量：3
1
作者 刘小汇 王怡晨 +1 位作者 文超 李宗楠 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4150-4160,共11页
针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴... 针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴别函数,能实时估计出信号受多径干扰、遮挡等情况下的信号测量性能;同时利用载体运动约束条件构造零速修正因子,对GNSS拒止情况下的系统状态进行更新,避免系统导航性能极速下降。实验结果表明,改进的因子图方法相比经典因子图方法,在城市复杂环境下能提高定位精度63.50%和测速精度42.26%,同时也具有更低的存储量和计算复杂度,特别适用于城市车辆辅助驾驶导航设备中,对导航精度、硬件资源和实时性约束强的场景。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 捷联惯性导航系统 因子图 零速修正
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激光捷联惯性导航系统动态锥动误差建模分析
2
作者 成果达 刘聪 +2 位作者 高关根 王胜军 严飞 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第6期641-652,共12页
提出了一种机抖激光陀螺的锥动误差参数建模与补偿方法。首先从机理上分析了锥动误差产生的原因,利用有限元分析方法给出了在不同外界角加速度输入下激光陀螺敏感轴的变形情况;建立了锥动误差的补偿模型,将锥动误差的影响用锥动误差系... 提出了一种机抖激光陀螺的锥动误差参数建模与补偿方法。首先从机理上分析了锥动误差产生的原因,利用有限元分析方法给出了在不同外界角加速度输入下激光陀螺敏感轴的变形情况;建立了锥动误差的补偿模型,将锥动误差的影响用锥动误差系数表示,该系数仅和激光陀螺自身相关;设计了锥动误差系数的系统级标定方案,利用圆锥运动前后系统的姿态误差与锥动误差系数的关系完成参数标定。然后通过激光陀螺和光纤陀螺的圆锥运动实验,证明了锥动误差的存在;通过系统级的圆锥运动实验,证明了锥动误差的补偿效果。最后通过系统级的振动试验,验证了本文提出的锥动误差补偿方法能够有效地减小振动环境下系统的姿态和速度误差,对提升惯导系统在复杂力学环境下导航精度有着重要作用。 展开更多
关键词 机抖激光陀螺 捷联惯性导航系统 锥动误差 误差模型 参数标定
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捷联惯性导航系统误差模型综述 被引量：14
3
作者 李涛 武元新 +2 位作者 薛祖瑞 胡小平 吴美平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期66-72,共7页
不同的捷联惯性导航系统误差模型主要由误差的数学定义形式及误差的参考坐标系决定。在详细讨论了捷联惯性导航系统的误差模型在相同的参考坐标系下不同的数学形式时的误差方程,以及相同的数学形式下不同参考坐标系时误差模型间数学关... 不同的捷联惯性导航系统误差模型主要由误差的数学定义形式及误差的参考坐标系决定。在详细讨论了捷联惯性导航系统的误差模型在相同的参考坐标系下不同的数学形式时的误差方程,以及相同的数学形式下不同参考坐标系时误差模型间数学关系的基础上,推导了乘性四元数误差之间和旋转矢量误差之间的关系,并给出了在应用不同误差模型时的注意事项。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 误差模型 综述 参考坐标系 乘性四元数误差 旋转矢量误差 数学形式
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捷联惯性导航系统的姿态算法优化设计 被引量：21
4
作者 刘巧光 杨海军 +2 位作者 郭美凤 滕云鹤 章燕申 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第2期2-6,共5页
在圆锥运动条件下，具有相同时间间隔的两个角增量的叉乘对圆锥补偿的贡献相等。本文根据这一特点，设计了一种捷联惯导系统姿态算法，在圆锥补偿获得相同精度的情况下，它的计算量较少。同时，利用此特点，推导出利用前一圆锥补偿周期... 在圆锥运动条件下，具有相同时间间隔的两个角增量的叉乘对圆锥补偿的贡献相等。本文根据这一特点，设计了一种捷联惯导系统姿态算法，在圆锥补偿获得相同精度的情况下，它的计算量较少。同时，利用此特点，推导出利用前一圆锥补偿周期的角增量进行圆锥补偿的算法，提高了补偿精度。本文给出了仿真实验结果。本文为研制激光陀螺捷联惯导系统提供了一种高精度算法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 姿态算法 圆锥补偿算法
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一种激光陀螺捷联惯性导航系统级标定方法 被引量：10
5
作者 董春梅 任顺清 +1 位作者 陈希军 李巍 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1618-1626,共9页
为优化激光捷联惯性导航在卧式三轴转台上的系统级标定方案,设计了卧式三轴转台外环轴整周旋转对惯性测量单元(IMU)误差参数的激励方法。基于捷联惯性导航的误差方程,阐述了速度误差与IMU误差参数间的关系,从而建立IMU系统级标定模型。... 为优化激光捷联惯性导航在卧式三轴转台上的系统级标定方案,设计了卧式三轴转台外环轴整周旋转对惯性测量单元(IMU)误差参数的激励方法。基于捷联惯性导航的误差方程,阐述了速度误差与IMU误差参数间的关系,从而建立IMU系统级标定模型。该模型具有加速度计误差参数仅反应在观测量北向分量、陀螺误差参数仅反应在观测量东向分量的特点,消除了加速度计和陀螺误差参数标定误差的相互影响。根据准D最优准则,设计了正二十面体12点计划的双轴位置单轴速率翻滚法,利用最小二乘法辨识出IMU的24项误差参数。通过给加速度计和陀螺加入不同测量噪声,对IMU标定模型进行仿真,结果表明该方法可抑制加速度计和陀螺的测量噪声对标定结果的影响。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 加速度计 陀螺仪 系统级标定 惯性测量单元 误差参数
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基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航算法 被引量：14
6
作者 张福斌 马朋 王智辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1229-1235,共7页
针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系... 针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航方案。给出了横地球坐标系、横地理坐标系等定义以及与常规导航坐标系的转换关系;通过类比常用的指北方位惯性导航力学编排推导了基于横坐标系的惯性导航力学编排;设计了适用于极区的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪组合导航卡尔曼滤波算法;对设计的组合导航系统进行了仿真分析。结果表明,该导航方案能有效抑制方位失准角的增长,导航定位精度可满足自主水下航行器极区导航的要求。 展开更多
关键词 控制科学与技术 组合导航 极区 横坐标系 捷联惯性导航系统
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捷联惯性导航系统旋转调制技术研究 被引量：11
7
作者 杨建业 蔚国强 +2 位作者 汪立新 张胜修 信东 《电光与控制》 北大核心 2009年第12期30-33,42,共5页
捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯... 捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯导系统初始对准、系统级标定等的基础。基于此,推导了以地理坐标系为导航坐标系的单轴旋转捷联惯性导航系统的导航方程和误差传播方程(位置误差方程、速度误差方程、姿态误差方程),给出了误差传播的仿真结果。仿真表明,若采用单轴旋转调制技术,陀螺仪常值漂移和加速度计零偏引起的导航误差都可以得到有效补偿,而初始位置误差、速度误差及姿态误差引起的导航误差得不到补偿。将旋转调制技术应用于捷联惯导系统,能极大地提高武器系统的长期工作精度。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 旋转调制技术 自动补偿 导航误差
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重力辅助阻尼捷联惯性导航系统 被引量：14
8
作者 奔粤阳 杨晓龙 +2 位作者 李倩 李敬春 阮双双 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1482-1488,共7页
在基于扩展卡尔曼滤波的重力辅助捷联惯性导航系统中,滤波器的状态方程为捷联惯性导航系统的误差方程。舒勒周期振荡误差存在于无阻尼捷联惯性导航系统中,同时也存在于滤波器的状态方程之中,从而对滤波器的估计精度造成一定影响。为了... 在基于扩展卡尔曼滤波的重力辅助捷联惯性导航系统中,滤波器的状态方程为捷联惯性导航系统的误差方程。舒勒周期振荡误差存在于无阻尼捷联惯性导航系统中,同时也存在于滤波器的状态方程之中,从而对滤波器的估计精度造成一定影响。为了消除滤波器状态方程中的舒勒周期振荡误差,设计捷联惯性导航系统工作于外水平阻尼状态,建立阻尼状态下的扩展卡尔曼滤波器状态方程以及重力异常观测方程。试验表明重力辅助阻尼捷联惯性导航系统96 h的定位精度优于0.5 nmile。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 阻尼 重力异常值 卡尔曼滤波器
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捷联惯性导航系统整体标定新方法 被引量：8
9
作者 张华强 赵剡 陈雨 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期459-463,共5页
针对不同型号的捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertial Navigation Sys-tem)测量量程及动态性能差异大,而常规标定方法难以提供多动态性信号激励的问题,提出一种利用离心机和转台对SINS进行整体标定的新方法.通过将转台安装在离心机... 针对不同型号的捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertial Navigation Sys-tem)测量量程及动态性能差异大,而常规标定方法难以提供多动态性信号激励的问题,提出一种利用离心机和转台对SINS进行整体标定的新方法.通过将转台安装在离心机上,调整转台姿态以及离心机旋转速度和旋转半径,可对SINS提供多范围、多运动形式的信号激励,实现对不同参数特性SINS的标定.建立了完整的离心机转台控制模型并对其进行了仿真验证,利用转台依次调整SINS到6个不同位置,控制离心机对每个位置进行正反两次共计12次旋转,即可标定出整个系统的24个误差参数.理论分析表明:该标定方法简单易操作,数据利用率高,激励信号设置灵活,具有一定的工程应用价值. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 标定 离心机 转台
原文传递
一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助微机械捷联惯性导航系统/全球定位系统超紧组合导航系统 被引量：7
10
作者 李群生 赵剡 王进达 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2241-2249,共9页
为解决高动态、恶劣全球定位系统(GPS)环境下微机械捷联惯性导航系统(MEMSSINS)/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-S... 为解决高动态、恶劣全球定位系统(GPS)环境下微机械捷联惯性导航系统(MEMSSINS)/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-SINS/GPS超紧组合系统中,提高了平台失准角的可观测性;推导了系统的状态方程和量测方程,使用模糊控制方法对两个子滤波器的导航结果进行信息融合。通过数字仿真验证了该系统方案设计的可行性:当GPS信号受到强噪声或多径干扰造成跟踪精度下降时,双目视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合系统可以有效降低导航误差,系统位置误差和速度误差分别保持在5. 0 m和0. 5 m/s以内,有效地解决了低空飞行器在GPS信号被遮挡或干扰情况下的导航问题。 展开更多
关键词 组合导航系统 捷联惯性导航系统 全球定位系统 微机械 高动态 强干扰 视觉
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TMS320C6701在捷联惯性导航系统中的应用 被引量：3
11
作者 骆意 夏沈杰 +1 位作者 倪明 柴小丽 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第16期213-214,共2页
介绍了一种基于TMS320C6701的捷联惯性导航系统,详细描述了系统的实现方案。该系统以DSP为核心运算单元,利用FPGA和MCU进行高速数据采集,具有较好的实时性。
关键词 DSP TMS320C6701 FPGA MCU 捷联惯性导航系统
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对偶四元数捷联惯性导航系统初始对准方法 被引量：5
12
作者 马韬 陈杰 陈文颉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期56-61,共6页
采用对偶四元数将捷联惯性导航系统坐标系间的转动和平移统一考虑,以降低初始对准的模型复杂度和计算复杂性.给出了对偶四元数捷联惯性导航系统初始对准过程的粗对准模型,在此基础上,分别获得了基于加性和乘性对偶四元数误差的精对准模... 采用对偶四元数将捷联惯性导航系统坐标系间的转动和平移统一考虑,以降低初始对准的模型复杂度和计算复杂性.给出了对偶四元数捷联惯性导航系统初始对准过程的粗对准模型,在此基础上,分别获得了基于加性和乘性对偶四元数误差的精对准模型.以航向角估计为例进行仿真分析,结果表明,采用该方法的收敛速度比传统方法加快了约40%,对准精度提高约0.01°. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 对偶四元数 初始对准 卡尔曼滤波
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激光陀螺捷联惯性导航系统误差分析及仿真计算 被引量：3
13
作者 吉翠萍 陈勇 +2 位作者 雷宏杰 韩宗虎 陈林峰 《应用光学》 CAS CSCD 2005年第3期5-8,共4页
　激光陀螺随机游走现象的存在,严重影响了捷联惯性导航系统的导航性能。本文用数学分析的方法推导出激光陀螺随机游走造成的系统导航误差标准偏差的解析表达式,以便定量地研究激光陀螺随机游走对系统精度的影响,并提出改进措施。同时... 　激光陀螺随机游走现象的存在,严重影响了捷联惯性导航系统的导航性能。本文用数学分析的方法推导出激光陀螺随机游走造成的系统导航误差标准偏差的解析表达式,以便定量地研究激光陀螺随机游走对系统精度的影响,并提出改进措施。同时按照给定的飞行轨迹和随机游走系数,进行了系统数学仿真计算,对仿真计算结果进行了分析。 展开更多
关键词 环形激光陀螺 捷联惯性导航系统 随机游走
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捷联惯性导航系统误差工程化分析方法 被引量：2
14
作者 郭栓运 马忠孝 +2 位作者 许开銮 康臻 贺峻峰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期927-932,共6页
针对设计捷联惯性导航系统时系统指标要求合理选择惯性传感器的问题,提出一种捷联惯性导航系统误差分析方法,建立了系统在不同工作条件下的误差模型,给出了在设计捷联惯性导航系统时,纯惯性导航时间小于2min、位置误差小于100m时选择陀... 针对设计捷联惯性导航系统时系统指标要求合理选择惯性传感器的问题,提出一种捷联惯性导航系统误差分析方法,建立了系统在不同工作条件下的误差模型,给出了在设计捷联惯性导航系统时,纯惯性导航时间小于2min、位置误差小于100m时选择陀螺和加速度计的方法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 陀螺 加速度计 误差分析方法 误差模型
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弹载捷联惯性导航系统算法及仿真 被引量：4
15
作者 曹岩 赵家胜 +1 位作者 王伟 田建辉 《西安工业大学学报》 CAS 2011年第3期231-235,共5页
为了提高制导炮弹对目标的命中概率和毁伤概率,根据末制导炮弹的射程近、飞行时间短的特点,建立简化的捷联惯性导航模型.在等效旋转矢量四元数更新算法基础上,采用优化三子样算法建立捷联惯性导航仿真平台,并通过模拟飞行轨迹和实测弹... 为了提高制导炮弹对目标的命中概率和毁伤概率,根据末制导炮弹的射程近、飞行时间短的特点,建立简化的捷联惯性导航模型.在等效旋转矢量四元数更新算法基础上,采用优化三子样算法建立捷联惯性导航仿真平台,并通过模拟飞行轨迹和实测弹体飞行数据对系统进行仿真验证.仿真结果表明,采用的算法解算精度明显高于四元数毕卡求解法,同时对弹体飞行的18.95 s时间内实测数据求解姿态的最大理论误差达到10-6数量级,满足实时性和精度要求,同时减小了方向漂移对制导炮弹精度的影响. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 等效旋转矢量 制导炮弹 姿态解算 四元数
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捷联惯性导航系统传递对准技术研究现状及发展趋势 被引量：13
16
作者 刘毅 刘志俭 《航天控制》 CSCD 北大核心 2004年第5期50-55,共6页
传递对准是指载体在航行时 ,载体上需要对准的子惯导系统利用高精度的主惯导系统信息进行初始对准的方法。传递对准是新一代快速反应、机动发射武器系统的关键技术 ,它的成功应用可以极大的提高武器系统的反应速度和防区外攻击能力。本... 传递对准是指载体在航行时 ,载体上需要对准的子惯导系统利用高精度的主惯导系统信息进行初始对准的方法。传递对准是新一代快速反应、机动发射武器系统的关键技术 ,它的成功应用可以极大的提高武器系统的反应速度和防区外攻击能力。本文综合分析了国内外传递对准技术的现状及发展趋势 ,对常用的捷联惯性导航系统的传递对准模型进行了重点阐述 。 展开更多
关键词 初始对准 传递对准 捷联惯性导航系统
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船用捷联惯性导航系统仿真技术研究 被引量：4
17
作者 江红 徐力平 +1 位作者 张炎华 赵忠华 《计算机仿真》 CSCD 2002年第5期96-99,共4页
该文提出船用捷联惯性导航系统仿真器的设计方案。针对船舶运动特点 ,根据船模的耐波性数据、惯性传感器的误差模型 ,可以模拟船舶受不同等级风浪扰动、采用不同种类的惯性传感器及配置方案时导航系统的输出 ,其实时输出信号可直接用来... 该文提出船用捷联惯性导航系统仿真器的设计方案。针对船舶运动特点 ,根据船模的耐波性数据、惯性传感器的误差模型 ,可以模拟船舶受不同等级风浪扰动、采用不同种类的惯性传感器及配置方案时导航系统的输出 ,其实时输出信号可直接用来驱动船用导航滤波器或其它仿真器。 展开更多
关键词 船用捷联惯性导航系统 仿真 误差模型 船舶
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弹道导弹捷联惯性导航系统误差传播模型 被引量：5
18
作者 鲜勇 李刚 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期338-341,共4页
弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模... 弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模型准确地反映了捷联惯性导航系统的误差,为组合制导和提高射击精度研究提供了有利条件。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 捷联惯性导航系统 误差传播 离散模型
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基于Simulink的海底捷联惯性导航系统数学仿真 被引量：6
19
作者 余洁 杨平 《计算机仿真》 CSCD 2004年第10期8-11,共4页
该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlab/Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机... 该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlab/Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机上或驱动误差修正模型。该方法充分利用了Simulink的优点,实现了高度可视化的仿真实验,也为捷联惯性导航系统的仿真提供了新的实现途径。该方法不但适用于系统的全数学仿真,而且可以推广到半实物仿真实验,有着很大的工程实用价值和推广意义。 展开更多
关键词 海底导航 捷联惯性导航系统 仿真 模型
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挠性捷联惯性导航系统误差补偿技术 被引量：8
20
作者 李汉舟 刘修彦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期403-406,411,共5页
为了补偿载体角运动和振动引起的捷联惯性导航系统导航误差,通过分析载体角运动引起的圆锥误差,挠性陀螺刻度因数非线性、姿态角速率引起的加表零位变化等因素对导航结果的影响,采用三子样算法和非线性补偿技术,对上述误差进行了补偿。... 为了补偿载体角运动和振动引起的捷联惯性导航系统导航误差,通过分析载体角运动引起的圆锥误差,挠性陀螺刻度因数非线性、姿态角速率引起的加表零位变化等因素对导航结果的影响,采用三子样算法和非线性补偿技术,对上述误差进行了补偿。摇摆试验和跑车试验证明,通过上述补偿后,姿态精度、水平定位精度、垂直定位精度有明显的提高。 展开更多
关键词 挠性陀螺 捷联惯性导航系统 圆锥误差 非线性补偿 动态误差
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