车载激光捷联惯导系统的快速初始对准方法

在车载激光捷联惯导系统中,初始对准是影响系统输出精度的最重要环节.本文首先建立了捷联惯导系统的误差模型,并对系统的误差模型进行了可观测性分析,然后针对车载激光捷联惯导系统的特点,采用卡尔曼滤波方法,对姿态误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线.通过计算机仿真结果的分析,提出了一种快速估计方位失准角ψD的方法,从而大大缩短了初始对准时间.仿真结果表明,将该方法应用于车载激光捷联惯导系统初始对准中是有效的.     

车载激光捷联惯导系统的快速初始对准方法

在车载激光捷联惯导系统中，初始对准是影响系统输出精度的最重要环节。本文首先建立了捷联惯导系统的误差模型，并对系统的误差模型进行了可观测性分析，然后针对车载激光捷联惯导系统的特点，采用卡尔曼滤波方法，对姿态误差角进行了估计，给出了方差仿真曲线。通过计算机仿真结果的分析，提出了一种快速估计方位失准角中。的方法，从而大大缩短了初始对准时间。仿真结果表明，将该方法应用干车载激光捷联惯导系统初始对准中是有效的。     

一种粒子滤波SINS大方位失准角初始对准方法

针对捷联惯导系统大方位失准角的情况,分析了系统非线性误差模型,提出了基于最优重要性分布函数的序贯重要性采样粒子滤波(SIS-PF)初始对准方法,并进行了仿真研究.仿真结果表明,在大方位失准角初始对准中,基于最优重要性分布函数的序贯重要性采样粒子滤波器初始对准精度比无迹卡尔曼滤波器(UKF)提高了一个数量级,与序贯重要性重采样粒子滤波(SIR-PF)初始对准相比,该方法不但精度高,而且计算量小.     

一种新的捷联惯导快速对准方法

为了提高初始对准的速度,将等效加速度计和陀螺误差作为观测量,提出一种快速对准的新方法。在常规方法的基础上,建立了等效加速度计和陀螺误差方程及新的观测方程,并分析了状态可观测度,推导了最优估计及对准精度。最后,进行了仿真,结果表明两者对准精度相当,时间上远远优于常规方法。该方法通过引入陀螺信息,充分利用了外部测量信息,加快了方位失准角的估计速度,有效缩短对准时间,具有重要的应用参考价值。     

一种在较大初始数学平台误差角下提高AUV导航精度的新方法

如果发射冲击很大或者初始对准时间很短,可能导致自主水下航行器(AUV)中捷联惯导系统(SINS)的初始平台误差角比较大,特别是方位误差角大时,它成为影响AUV自主导航精度的重要因素.发射后利用捷联惯性测量组件(SIMU)和多普勒测速仪(DVL)的采样输出,同时实施航位推算(DR)和捷联罗经对准(GA)2种算法.当GA在短时间内水平调平后,直接修正DR的水平姿态角;当GA方位对准基本收敛后,计算GA方位与DR方位之间的方位误差,并借助于航迹相似性原理修正DR的方位角和位置,从而提高后续阶段的AUV导航精度.仿真结果表明,该方法可以修正由初始平台误差角造成的定位误差,但对与DVL有关的定位误差无效,修正后AUV定位误差下降到不修正的19.8%.     

简化UKF在SINS摇摆基座上的初始对准

大方位失准角情况下,捷联惯导系统(SINS)误差方程是非线性的,传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)会产生线性化误差,影响初始对准精度.为了减少滤波计算量,将一种简化的UKF(RBAUKF)方法应用于SINS初始对准,采用较少的采样点数目和简化的滤波更新算法,避免了对非线性方程的线性化.仿真结果表明,RBAUKF与EKF相比,可在较短时间内完成初始对准,具有更高的精度.     

水下航行器速度和姿态匹配的动基座快速对准滤波方法

研究了水下航行器动基座对准问题,建立了动基座对准误差模型,在对准时水下航行器在阵风、海浪的干扰下做直线加速运动,利用GPS提供的速度和姿态信息进行辅助对准,并建立了系统的观测方程.提出了一种基于四元数姿态更新的速度、姿态匹配方式的对准方法,并用该方法估计3个失准角.理论研究与仿真结果表明,该方法不但满足水平失准角估计的速度和精度要求,而且能快速、精确地估计出方位失准角.     

捷联惯导系统动基座初始对准研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析.并采用卡尔曼滤波技术,对系统在各种运动基座初始对准情况下的平台误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线,比较了静基座与在这些运动情况下的卡尔曼滤波器的估计效果.仿真结果表明,在捷联惯导系统动基座初始对准过程中,可以通过载体线运动和角运动的改变来提高系统的可观测性和状态变量的可观测度,从而提高估计的精度和速度.     

大航向误差下动基座初始对准方法

针对大航向误差下捷联惯性导航系统(SINS)动基座初始对准问题,以方位失准角的三角函数作为状态变量进行建模,在指北方位坐标系下推导了系统的误差方程,并利用GPS提供的导航位置信息作为参考量,分别建立了粗对准和精对准的滤波模型。在粗对准完成后,失准角收敛至小角度范围,可利用经典的小角度惯导误差方程进一步进行精对准,提高精度。最后,动基座条件下的仿真结果表明了在较大的方位失准角下,系统各状态量的粗对准滤波精度可达到10-2量级甚至更高,且具有较快的收敛速度,验证了所提方案的正确性和有效性。     

基于平方根容积卡尔曼滤波的SINS大失准角快速对准方法

为提高大失准角情况下捷联惯导方位失准角的收敛速度,提出了一种以水平速度误差和等效东向陀螺输出为观测量的快速对准方法。推导了基于欧拉平台误差角的非线性误差模型和非线性观测方程,采用平方根容积卡尔曼滤波作为非线性滤波器。数字仿真表明,新方法的方位失准角收敛速度明显优于常规方法,适用于三个失准角均为大角的情况。最后,针对对准精度提出几点看法和建议。     

一种扫描式六象限激光探测系统弹目交会算法研究

针对某旋转式火箭弹定向战斗部定向探测与起爆控制系统,分析了扫描式六象限激光探测系统的构成和工作原理,提出了由激光束螺旋角计算弹体转速的方法,建立了弹体转速数学模型、弹目相对运动方程及相互间的迭代解耦算法,并编写Fortran程序进行仿真。仿真结果表明,建立的交会算法可以计算得到弹体转速、弹目相对运动速度、目标脱靶量、最佳起爆延迟时间、最佳起爆方位角等参量,且误差分析显示探测方位角误差满足定向战斗部的方位探测精度要求。     

捷联寻北仪方位角误差分析

应用捷联惯导系统的基本理论研究了动力调谐陀螺寻北仪在有姿态时,由于坐标不一致性和纬度的计算误差引入的寻北误差,为全方位补偿和姿态补偿提供了理论探索。仿真和实际系统结果表明,由方位角引起的方位角误差与纬度及姿态有关。     

大地测量偏差对导弹精度影响的分析与修正

把发射点的所有测量偏差统一为标准发射坐标与惯性坐标系之间的平移和旋转，建立了这两种坐标系之间的变换关系，然后，通过各坐标系内的制导方程，用小偏差法求出落点偏差和发射点的坐标偏差，高程偏差，方位偏差以及垂线偏差之间的解析关系式，该式仅依赖于标准弹道，特别适合射前快速修正，最后，根据计算结果对落点的变化规律进行了分析，并得出几个重要结论。     

基于复合双基阵的弹丸落点观测声定位方法

基于单基阵的弹丸落点声定位方法存在定距误差大且定向误差小的缺点,针对此问题,利用双基阵交叉定位实现了落点定位。针对双基阵落点定位方法存在一定盲区的不足,提出了一种基于复合双基阵的弹丸落点观测声定位方法。以五元十字阵为复合阵列的基本单元,建立双基阵以及复合双基阵的数学模型,并对定位算法和定向、定距精度进行了理论推导和仿真分析,进行了外场模拟实验。实验结果表明:基于复合双基阵的弹丸落点声定位方法能够有效实现全区域的声定位,相对方位角误差和距离误差均小于4%,定位精度较高。     

基于EKF的机载光电吊舱目标定位研究

为提高机载光电吊舱进行目标定位的精度,研究吊舱的设备测量误差对目标定位精度的影响,推导了目标定位方程,并建立了目标定位的扩展卡尔曼滤波(EKF)模型.通过在Matlab/Simulink中进行仿真,定量分析了吊舱的测距误差、高低角和方位角误差对目标定位精度的影响.结果表明定位误差可以在2 s的时间收敛到5 m,提高了定位精度和收敛速度;分析测量误差对定位精度的影响,可为吊舱的精度分配或改进提供理论依据.     

三维定位模型下改进的PLKF算法研究

为了检验三维定位模型下伪线性卡尔曼滤波(PLKF)算法的定位性能,建立了增加角度变化率信息的三维定位模型,推导了所建模型下的伪线性测量方程,在此基础上用PLKF算法实现了对运动辐射源的无源定位与跟踪,并详细分析了其在三维定位模型下的定位性能.仿真结果表明,用角度变化率信息改进的PLKF算法具有更快的收敛速度和更高的收敛精度.     

飞航导弹光学方位瞄准技术

在研究弹道导弹光学瞄准技术的基础上,提出了飞航导弹方位瞄准的新方案。推导了光学方位传递对准误差方程并进行了误差分析。经过两个型号惯导系统的对准试验,证明该方案具有一定的实用性和可靠性。     

惯导测量发射位置和速度误差的迭代计算方法

为了辨识惯性导航测量的发射原点位置和初始速度的误差,利用外弹道起始时刻数据和遥测视加速度,建立前推的非线性微分方程计算发射原点和初始速度。利用迭代计算降低模型误差源对辨识精度的影响,建立了仿真数据; 利用仿真数据给出模型的逼近精度,利用蒙特卡洛方法给出模型辨识精度。实验发现,微分方程的起始点应该选择在时间靠前且加速度变化平稳的位置; 待辨识原点误差对辨识精度没有影响,辨识精度只与外测起始点误差和遥测视加速度误差相关; 如果在遥测上面添加系统性偏差,那么初始点选择越靠前越好; 发射方位角偏差不大于0.001 rad对原点误差辨识的影响可以忽略。     

弹载探测器自适应高分辨前视成像策略研究

为满足新型炸高可选择近炸引信的任务需求,提出一种弹载毫米波探测器的自适应高分辨前视成像策略。利用探测器截获的目标区域回波数据,动态提升同一距离维内的方位向测角精度,从而准确获取探测区域内目标的方位信息;通过距离测量以及方位角优化,最终形成高分辨前视方位-距离像。该策略突破了传统单脉冲测角时仅利用理想状态下方位角鉴别曲线的误区,基于截获的回波数据对该鉴别曲线进行误差修正,最终使方位向测角精度达到同距离维最优。实验结果表明：自适应高分辨前视成像策略具有可行性与优越性;经过8次迭代后,可获取同一距离维下的最优鉴角曲线,实现方位向自适应聚焦;与传统实波束扫描成像策略相比,该策略能够使方位向角度分辨率提升10倍,且算法复杂程度能够满足弹载平台要求。     

多雷达含缺损信息外弹道解算方法研究

为解决雷达测量信息受地、海杂波的强烈干扰,导致雷达俯仰角测量难以构成有效闭环,目标俯仰角信息超差严重,并通过坐标系变换,向目标各维坐标传导超差信息的问题,该文综合考虑地、海杂波对方位角和斜距信息影响较小,以及海上靶场雷达测量网的布站特点,提出了一种利用多台雷达共有段落的方位角和斜距信息,构建联合处理模型,解算目标弹道的方法。数据测试证明,该方法可以有效解决雷达部分测量信息超差问题,提高靶场雷达测量数据处理的精度和可靠性。