SINS/TACAN/ADS/OES机载组合导航设计与仿真

设计了以中等精度捷联惯导系统（SINS）为主导航系统，大气数据系统（ADS）、塔康系统（TACAN）和机载光电瞄准系统（OES）三种导航系统作为辅助导航系统的机载组合导航系统。SINS／TACAN／ADS／OES机载组合导航系统由两部分构成：（1）采用联邦滤波器的SINS／TACAN／ADS组合部分；（2）机载光电瞄准系统对导航位置误差校正部分。以一条典型的飞行轨迹对所设计的SINS／TACAN／ADS／OES组合导航系统进行了全航线的仿真研究，仿真结果表明：SINS／TACAN／ADS／OES组合导航方案是可行的，可以利用现有的机载辅助导航系统来降低对惯性器件的精度要求，基本满足飞机导航系统的性能要求。     

FOG SINS/GPS组合导航系统不同步时间的鉴定方法

研究了FOG SINS/GPS组合导航系统不同步时间产生的原因及其鉴定方法。在该鉴定方法中,通过考察FOG SINS/GPS组合导航系统不同步时间与纵向加计零偏的卡尔曼滤波稳态估计值之间的定量关系,给出一个经验公式。使用某型光纤陀螺捷联惯导系统采集的静态导航数据和模拟的飞行动态轨迹进行了半物理仿真,仿真结果表明,当不同步时间小于0.5s时,该鉴定方法的估计精度优于80 ms。     

SINS/GPS紧密组合导航系统仿真研究

对紧密组合的SINS/GPS复合导航系统在高速、高机动弹道导弹上的可行性进行了分析研究。建立了紧密组合模式的SINS/GPS全系统的仿真模型,给出了GPS仿真器中导航星的位置计算、最佳导航星座选择及输出伪距的实现算法;选用伪距、伪距率为观测信息,分别采用输出和反馈校正两种模式,实现了基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧密组合导航系统仿真。仿真验证表明,与松散组合模式相比,紧密组合导航系统收敛性好、导航精度高,能够很好地抑制弹道导弹在高机动飞行状态条件下惯导系统误差积累的现象,有较好的导航性能。     

SINS/计程仪/重力无源组合导航系统仿真研究

针对现代应用环境对导航系统自主性、高精度、无源性的要求,提出了捷联惯性(SINS)/计程仪/重力组合的无源导航方案。深入研究了SINS/计程仪/重力的信息融合算法,构建了SINS/计程仪/重力组合导航可视化仿真系统,实现了传感器仿真模块构建、组合导航计算、地图和轨迹显示等功能。仿真系统的计算结果表明,SINS/计程仪/重力组合导航系统姿态、速度和位置精度稳定,能够满足长时间、一定精度的导航要求,具有广阔的应用空间。     

非线性飞控系统仿真视景演示研究与实现

未来新一代战机控制系统必然要采用非线性控制系统.文中首先采用反馈线性化理论设计了非线性飞控系统,进一步设计了非线性飞控系统仿真视景演示平台.视景演示平台能够演示飞行过程中飞机的状态参数变化,直观地给出飞行过程姿态变化、飞行轨迹等,为非线性飞控系统的仿真验证提供了方便、直观的手段.     

SINS/GPS组合导航系统仿真研究

在SINS/GPS组合导航系统中,由于实际所限,无法进行物理试验,一般都采用仿真方法来进行设计和验证.因此在Matlab/Simulink仿真平台中,游移方位系的捷联惯导力学编排进行导航计算,以GPS接收机的伪距为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,在地心地固系内进行Kalman滤波融合,并进行了奇异值可观性分析.系统仿真和可观性分析结果表明:设计的导航系统能够获得满意的精度和可观性.     

适用于空空导弹的SINS/GPS组合导航系统

针对空空导弹的特点,对适用于空空导弹的SINS/GPS组合导航系统进行了研究,明确了组合导航系统对火控系统的设计约束,设计了冗余空空导弹组合导航系统结构使导航系统更健壮;选择了当地地理系作为组合导航系统的坐标系,推导了在此坐标系下组合导航算法状态方程和量测方程;最后进行了蒙特卡洛法仿真,验证了组合导航算法设计的可行性与实用性,具有良好的工程应用前景。     

光谱红移/SINS自主组合导航方法

为了满足巡航弹对导航系统高精度和强可靠性的要求,提出一种基于光谱红移测速原理的捷联惯导(SINS)/光谱红移(SRS)自主组合导航新方法.在研究光谱红移导航原理的基础上,设计了SINS/SRS自主组合导航系统方案,建立了该组合导航系统的数学模型和算法,并进行了仿真验证.结果表明:提出的SINS/SRS自主组合导航新方法,能利用SRS获得的高精度速度信息对SINS进行校正,有效抑制SINS随时间累积的误差,精度高,可靠性好,能满足巡航弹对导航系统性能的要求.     

空空导弹SINS/GPS紧组合导航系统仿真

为了满足空空导弹远程发射要求,采用基于伪距、伪距率的SINS/GPS组合导航系统作为空空导弹的中制导。建立了惯性器件和GPS的误差模型,设计了Kalman组合滤波器,用MATLAB软件对紧组合系统进行了仿真研究。仿真结果表明,紧组合导航系统导航精度满足空空导弹中制导设计要求。     

SINS/陆基单站组合导航系统建模与性能仿真验证

针对弹道导弹的特点,在分析陆基单站定位原理的基础上,详细建立了单站定位的误差模型,并设计了两种可行的SINS/陆基单站组合导航系统方案:松组合导航系统和紧组合导航系统。通过仿真对比,紧组合导航系统收敛性好、导航精度高,能够很好地抑制惯导系统误差积累现象,有较高的导航性能。     

弹道导弹捷联惯导/卫星系统/天文系统组合导航研究

捷联惯导/卫星系统/天文系统(SINS/GNSS/CNS)实现了优势互补,是提高弹道导弹命中精度的一种重要导航方法.设计基于UD-UKF滤波的组合导航系统无重置联邦滤波器,在发射惯性坐标系下建立sINS/GNSs/CNs组合导航的数学模型,对比分析SINS/CNS、SINS/GNSS及SINS/GNSS/CNS对惯导参...     

UAV 组合导航半物理仿真系统设计与研究

为了验证GNSS／MLS／VNS／INS／RA构成的UAV五组合导航系统的航电综合、导航解算算法以及飞行控制律性能,设计了集机载导航传感器实物、物理效应器、飞行仿真系统、无人机地面站模拟系统、试验总控评估系统、视景与展示系统等的UAV导航与控制半物理仿真试验系统平台。平台能够考核组合导航系统的性能和功能。     

SINS/GPS 组合导航卡尔曼滤波算法研究

针对单独使用某一种的导航设备都无法满足机载火控系统和飞行系统要求的问题,推导出 SINS/GPS 组合导航中的一种新的卡尔曼滤波算法.将有色噪声的白化处理引入到卡尔曼滤波器,设计了一套动态车载组合导航试验系统,给出了基于有色噪声白化的卡尔曼滤波器算法的具体步骤,以动态车载 SINS/GPS 组合导航系统试验的数据分析验证了此算法的正确性和合理性.分析结果表明:基于有色噪声白化的卡尔曼滤波器可以很好地解决有色噪声的影响,弥补了传统卡尔曼滤波器的不足,提高了导航结果的精确度.     

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

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。     

联邦卡尔曼滤波在捷联惯导/全球定位/里程仪组合系统中的优化设计

基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计算量小、容错性好,能实现较高的精度.     

地地战术导弹制导控制系统仿真

建立了包括外弹道、内弹道和控制系统在内的导弹制导控制系统数学模型,用数值积分法将数学模型转化为计算机程序,仿真了导弹飞行过程中的制导与控制.仿真曲线、数据与地面试验和靶场飞行试验结果的对比分析,验证了仿真模型的正确有效性.     

SR-CDKF在组合导航直接法滤波中的应用

为了解决SINS/GPS组合导航系统姿态、速度和位置等导航参数的非线性估计问题,提出了一种基于平方根中心差分卡尔曼滤波(SR-CDKF)的直接式滤波估计方法。系统状态方程选取惯导力学编排方程,系统状态向量和观测向量分别选取SINS导航参数和GPS输出参数,构建了SR-CDKF滤波器。该滤波器可以使导航参数动态过程得到直接反映,并使得直接式滤波计算流程得以实现。以MATLAB中areoblk_HL20模块为基础构建了仿真系统并进行了仿真。仿真结果表明,该算法具有较高的滤波精度、良好的滤波收敛性和稳定性,能使非线性模型下SINS/GPS组合导航系统的导航要求得到满足。