单轴稳定惯导系统的双位置测漂对准新方法

结合单轴稳定惯导系统的结构特点，提出了一种新的双位置测漂对准方法。该方法是通过给系统俯仰轴加速计加预置信号，并借助调平回路将系统的单轴稳定平台调“平”，来实现双位置测漂对准的。阐述了具体的对准方法及其数学描述，并对对准误差作了分析及仿真。结果表明：该对准方法与原有的双位置对准方法相比，系统的机械结构和对准过程得到了大大简化，并且在忽略惯性器件标定系数误差的条件下，同样有可能把平台漂移补偿到仅限于陀螺随机漂移的程度。     

惯导系统的变参数锁定方位环小转角对准法

提出了一种新的变参数锁定方位环小转角对准法的三阶调平系统。用经典的方法，对平台式游移方位惯系系统进行初始对准，可测定和补偿平台三个轴的陀螺漂移，提高对准精度，缩短对准时间。但由于其调平回路是定参数的，其带宽不能适应调平过程中信噪比的变化，从而其性能不能达到最优。针对这一特点，本文提出了这种新方法，经理论分析和仿真研究表明，这种新方法比经典方法，调平速度快而且对水平陀螺测漂及方位角的估值的精度要高。     

惯性平台测漂对准的一种新方案

测漂对准是惯导系统实现精确对准的主要途径。本文提出了一种新的测漂对准方案，它能有效地缩短测漂对准的时间。方案的特点在于对准和陀螺测漂工作在平台旋转过程中进行。数字仿真结果表明：仅用双位置对准中旋转平台的时间，便能达到与双位置对准同样的精度。     

基于光纤陀螺ARMA模型的罗经法自主对准工程实现

在完成光纤陀螺捷联惯导系统样机的罗经法初始对准基础上,为进一步提高初始对准的精度,建立3个光纤陀螺仪随机漂移数据的ARMA模型,采用卡尔曼滤波算法进行光纤陀螺仪随机漂移的精确估计.在三轴转台试验中分析了加入光纤陀螺随机漂移ARMA模型前后的罗经法对准精度,得出光纤陀螺ARMA模型能有效地提高初始对准的精度,验证了其在工程应用中的价值.     

锁定方位环小转角对准的某些问题

陀螺仪的逐日或逐次起动漂移一般要比随机漂移大许多倍,甚至达一个数量级。因此,如果在初始对准期间能把陀螺的逐日或逐次起动漂移自动地进行测定和补偿,就相当于把惯导系统的精度提高很多倍。本文对“惯性导航系统锁定方位环小转角初始对准法”的某些问题作了进一步的研究和讨论。所得的主要结论是:小转角锁定方位环对准法可以在较短的对准时间内测定和补偿平台三个轴的陀螺漂移。所引入的纬度误差对方位陀螺漂移测定精度的影响随纬度以余弦关系变化;而标定系数误差的影响,则随纬度以正弦关系变化。在有条件时,应当尽可能采取(2K+1)π/4的初始对准方位,用以提高方位角的对准精度。     

惯导对准过程中陀螺仪漂移测量研究

惯导对准过程中陀螺仪漂移率的测量是一个重要的工程实际问题，经典的闭环测量在测量精度和快速性等方面存在缺点。研究了开环测漂的方案，利用递推的最小二乘法获得了陀螺漂移的计算公式。实验证明，开环测漂方案既能满足精度要求，又能保证快速性，切合工程实际的需要。     

船用捷联惯性导航系统在系泊状态下快速初始对准与标定

针对船用捷联惯性导航系统(S-INS)在系泊状态下的初始对准与标定,提出一种两位置对准方法.该方法首先建立在水平失准角较小、而方位失准角较大时的初始对准模型,并在传统的卡尔曼滤波器中加入前置滤波器,对受干扰的2个水平速度信号采用非平稳求和自回归滑动平均模型(ARIMA)建模,然后在建立测量信号精确模型的基础上,再进行卡尔曼滤波,这样降低了观测噪声的水平,达到快速精确对准及IMU误差参数在线标定的目的.通过在三轴转台上多次试验结果表明,使用中等精度的惯性组件,在1 200 s内,水平姿态估计误差将减少到0.03°,方位误差减少到0.4°以内,证明了该方法的有效性.     

GPS辅助的SINS系统快速动基座初始对准

为实现基于优化的动基座对准算法(OBA)对陀螺仪误差的估计,并使其能够应用于低精度SINS系统中,将自适应无迹卡尔曼滤波算法与OBA算法相结合,提出一种新的由GPS辅助的SINS系统快速动基座对准（FIMA）算法.该算法首先推导了陀螺仪常值漂移与失准角之间的关系,并以此构建非线性系统状态方程,然后用重力加速度和GPS输出速度的积分构建量测方程;由于系统存在非线性,提出使用UKF算法对失准角以及陀螺常值漂移进行估计;由于量测方程由速度和重力加速度的积分构成,量测噪声协方差难以确定,引入自适应滤波算法对量测噪声实时估计. 跑车实验结果表明:对于低精度SINS系统,该算法可在15 s左右将航向角误差收敛到3°以内,在3 min以后航向角误差可收敛到1°以内;与传统非线性动基座对准算法以及OBA算法相比,该算法可在无任何初始姿态信息的条件下快速对准,且能够对陀螺常值漂移进行在线估计和载体系失准角补偿,提高了动基座对准的精度和收敛性能.     

捷联惯导系统陀螺罗经对准性能的协方差分析

文中推导了协方差方程式的数值解,研究了初始对准回路滤波器参数设计方法。利用协方差分析,从统计意义上探讨了地面晃动基座上采用一阶数字滤波的捷联系统陀螺罗经对准的性能。分析了随机误差源的影响,指出动态干扰环境下,载体的扰动加速度和等效东向陀螺的常值漂移及随机游走噪声是造成方位误差的主要因素。     

带单轴稳定惯导系统的双位置对准法

本文针对带单轴稳定的惯性导航系统提出了使平台在对准过程中围绕相应轴转动一定角度用以实现双位置对准的两种原理方案。文中对这两种方案分别进行了研究,所得的结论是:在技术上两种方案都是可行的。转一定角度的双位置对准法是提高初始对准精度的有效措施。在忽略惯性器件标定系数误差的条件下,对于加速度计零位偏置为1×10~(-4)g 的系统,有可能把平台漂移测定和补偿到仅限于陀螺随机漂移的程度;只要无特殊要求,使用沿俯仰轴转动一定角度的结构方案比较有利,因为这种方案在结构上比转动方位角易于实现,而且姿态角的计算误差也比较小。     

静电陀螺监控器的经度与距离误差分析

为了保证静电控器的导航定位精度,需要了静脉电陀螺的姿态误差特性,建立的误差方程。本文采用球面三角形原理推导了导航定位误差与陀螺姿态误差的关系式。仿真结果表明,由初始定向误差引起的经度误差和距离误差的时间特性是周期变化的;由陀螺漂移引起的累度误差和距离误差是随时间发散的。因此,初始定向误差和陀螺漂移的影响不能忽略,必须对其进行估计和补偿。     

精密机械陀螺热漂移的一种软件补偿方法的研究

本文从分析精密机械陀螺的结构出发,采用了一种简便的动态模型描述陀螺的热漂移,并提出了对这类模型的一种分段解法。经实验数据计算表明,用这种模型进行热补偿,在4min内即能使陀螺热漂移的峰值减小了80～90%,从而为缩短系统的对准时间提供了一种有效的工程方法。     

子平台惯导系统在动基座上传递对准的研究

以舰载导弹中的平台惯导系统为子平台惯导系统，论述了在子平台经粗对准后，精确估算其姿态误差角、目标方位误差角、漂移率的方法，对速度传递和姿态角度差传递的两种估算方法进行了理论推导和仿真计算。讨论结果表明，姿态角度差传递估算法不但可解决多个未知量的求解问题，而且能自动消除姿态角传感器误差对估算的影响，这成为本文的新见解。     

基于自适应组合滤波的惯性导航系统初始对准方法

针对系统噪声不确定情况下的惯性导航系统非线性初始对准问题,提出了一种基于自适应组合滤波的初始对准方法.首先给出了一种基于Kalman/UKF组合滤波的神经网络实时训练算法;进而提出了基于Kalman/UKF组合滤波的非线性系统状态估计方法,该算法利用神经网络在线估计系统噪声,并利用Kalman/UKF组合滤波在线同时估计初始对准的状态量和神经网络的权值;最后将该算法应用于惯性导航系统非线性初始对准问题中,并进行了仿真研究.仿真结果表明:自适应组合滤波算法不仅保证了初始对准的精度,而且具有更好的实时性,是解决惯性导航非线性初始对准问题的一种有效且实用的方法.     

Identification of coefficients in platform drift error model

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导航系统多模变结构智能控制研究

针对传统无人机导航控制的局限性,提出基于多模变结构智能控制策略的导航控制系统．在飞行导航控制系统内建立不连续控制结构,当系统状态发生变化时,启用不同控制结构以获得优良的控制品质,同时系统具有较强的对系统参数摄动不敏感性以及风场扰动抑制能力,系统鲁棒性强．采用数字控制技术,系统工程实现简单且可靠性高．