大失准角传递对准杆臂效应影响研究

从舰船舰载机惯导系统传递对准实际需要出发,针对刚性舰船载体分析杆臂效应对子惯导系统速度、加速度(比力)影响,在大角度失准角情形下引入标称失准角和计算失准角概念构建传递对准速度姿态匹配非线性误差模型,对系统误差模型展开状态参数估计研究,通过比较研究杆臂矢量对子惯导系统失准角估计误差及其对准精度的影响以及不同初始杆臂矢量对标称失准角估计误差及其精度影响情况,验证本模型在舰船舰载机惯导系统海上对准有效性及其对准精度.     

基于四元数的惯导系统快速匹配对准算法

小失准角情况的惯导快速匹配对准方法研究已经比较成熟,在快速性和精度方面达到了使用要求.然而,在实际应用中经常出现大初始失准角的情况.为了解决大初始失准角情况下的惯导快速传递对准问题,分别基于乘性四元数和加性四元数,提出并推导了2类非线性惯导系统快速匹配对准模型,并且通过仿真分析比较了各个模型的估计效果,以及将乘性四元数对准模型中的变量修改为失准角后的估计效果.仿真结果表明,基于四元数的快速匹配算法不但能够有效解决大失准角情况下的惯导对准问题,而且其方位失准角的收敛速度与水平失准角的收敛速度相当.     

双滤波器捷联惯导外阻尼导航算法

针对捷联惯导系统导航精度受系统振荡误差严重影响的问题,提出一种基于双滤波器的捷联惯导外阻尼导航算法.该算法设计了两个串行滤波器,第一个滤波器以外速度为参考输入对外部速度作平滑处理并得到捷联惯导系统误差状态估计值,第二个滤波器利用平滑后的高精度外部参考速度,以速度变化量作为外部参考输入进行状态估计,屏蔽速度常值误差对系统的影响,最后,设计信息融合算法,将两个滤波器得到的估计状态进行融合,使得导航结果兼顾双滤波器的优点.仿真验证表明:存在外速常值误差时,相较于滤波器2而言,经过信息融合后的导航误差的地球振荡误差收敛速度明显加快,其短期精度得到显著提高;相较于滤波器1而言,经过信息融合后,其稳态导航精度得到显著提高;该方法具有较高的稳态精度,可缩短外阻尼系统误差收敛时间,有效提高捷联惯导系统导航精度.     

支持向量机在初始对准状态估值中的应用

在捷联惯导系统初始对准状态估值过程中,针对传统Kalman滤波器的实时性问题,提出了基于支持向量机(SVM)网络的滤波器。采用闭环Kalman滤波器的输入和输出数据作为训练样本对进行训练得到SVM模型。通过仿真实验对比表明,采用SVM网络滤波器的估计精度与采用闭环Kalman滤波器的相当,但估计速度比较快。     

长航时惯导系统的模糊控制内阻尼算法

针对惯导系统长时间工作时导航误差舒拉振荡幅度随时间发散的问题,提出了一种适用于长航时惯导系统的内阻尼算法.设计了二阶阻尼网络,采用模糊控制器判断载体当前时刻的运动状态,制定数据融合策略,控制惯导系统在无阻尼与内阻尼状态之间切换.算法利用满足内阻尼条件时刻的惯导速度作为参考进行阻尼,摆脱了对外部信息的依赖,保证了惯导系统工作的自主性.海上试验结果表明,该算法明显地抑制了导航误差的舒拉周期振荡,可有效提高长航时惯导系统的导航精度.     

自动补偿技术在平台式惯导系统综合校正中的应用研究

综合校正技术作为平台式惯导系统的一项关键系统技术,可以实现陀螺漂移的精确估算,从而实现运载体的长时间精确导航定位.但是在综合校正结束后,系统参数突变使整个导航系统的平衡状态遭到破坏,产生了系统超调,降低了系统精度.在对平台式惯导系统综合校正过程中的超调现象进行详尽研究和分析的基础上,采用自动补偿技术减小综合校正过程中的超调现象.仿真和工程试验结果表明:该方法能够大大减小平台式惯导系统综合校正过程中的超调.     

船用极区格网惯性导航系统综合校正方法

为抑制适用于极区的船用格网惯性导航系统随时间积累的导航误差,提出一种基于格网坐标系的综合校正方法对陀螺常值漂移进行估计和补偿. 该方法首先基于格网坐标系推导了P方程,该方程建立起位置误差、格网航向误差与平台漂移角ψ的关系;其次推导了ψ方程,该方程建立起陀螺常值漂移与平台漂移角的关系;最后基于P方程与ψ方程设计了一种两点式综合校正方案,该方案通过建立观测量误差与载体坐标系下陀螺常值漂移之间的关系完成对陀螺常值漂移的估计和补偿.系统在外水平阻尼条件下间断地获取两次外部位置和航向信息后对陀螺常值漂移进行估计,进而对位置和格网航向误差重调并补偿陀螺常值漂移即可完成船用格网惯导系统的综合校正. 仿真结果表明:在两次间断的外部位置和航向信息辅助下,所设计的两点校综合校正算法可以准确地估计出载体坐标系下的陀螺常值漂移,补偿陀螺常值漂移并进行系统重调可有效抑制船用格网惯导系统随时间积累的导航误差,从而有效地保证了船舶在极区航行时的导航精度.     

BP神经网络在捷联惯导初始对准中的应用研究

提出了基于多层BP神经网络的滤波器，并用于捷联惯导初始对准中．采用BP网络替代初始对准系统中的闭环卡尔曼滤波器，可以确保系统的误差状态始终为小量，实现了惯导初始对准中的滤波与校正功能。采用BP神经网络滤波的优点是：数据并行计算速度快，在滤波时不需要初始数据。仿真结果表明，这种方法简化了系统运算的代数结构，提高了系统状态估值运算的实时性，并且可以保证系统的对准精度。     

基于导航坐标系的捷联惯导系统旋转调制分析

针对提高长航时捷联惯导系统导航精度的问题,提出了基于导航坐标系的捷联惯导系统旋转调制方法,并给出了旋转机构的转动方案.应用该方法可以消除调制周期内载体姿态变化对误差补偿的影响.通过推导旋转式捷联惯导系统误差传播方程,说明了旋转调制的误差补偿机理,通过比较基于导航坐标系和基于载体坐标系2种旋转调制方法,证明了基于导航坐标...     

GPS／惯性导航组合性能和组合方法的研究

本文讨论GPS/惯性组合导航系统在导弹发射段时的组合性能，分析惯导系统不同性能条件和卡尔曼滤波器不同组合方法的组合特点，文中最后对降价滤波器的设计和滤波器方差阵的U-D算法进行了具体讨论。     

外杆臂效应对于船用捷联惯导罗经对准影响分析

捷联惯导系统在动基座罗经对准中需要计程仪提供速度,然而计程仪(位于船底部)和捷联惯导系统(位于罗经室)之间存在的外杆臂效应使得计程仪提供的速度存在误差.为分析外杆臂效应对动基座罗经对准性能的影响,推导了船舶纵摇、横摇、转弯情况下,外杆臂效应导致的速度误差表达式,同时,建立了速度误差与罗经对准误差角之间的关系,进一步推得外杆臂效应速度误差对于罗经对准的影响.理论分析与仿真表明:外杆臂效应会引起罗经对准水平和方位对准误差,该误差与摇摆和转弯的幅度,外杆臂的长度构成递增关系.     

单轴稳定惯导系统速度匹配传递对准的研究

以单轴稳定系统为子系统,采用与主惯导系统的速度匹配方式设计卡尔曼滤波器,完成了单轴系统的飞行传递对准。仿真结果表明：设计的滤波器可以有效的提高单轴稳定系统的对准精度。     

Vision navigation for aircrafts based on 3D reconstruction from real-time image sequences

In this paper,we propose a novel vision navigation method based on three-dimensional(3D)reconstruction from real-time image sequences.It adapts 3D reconstruction and terrain matching to establish the correspondence between image points and3D space points and the terrain reference(by using a digital elevation map(DEM)).An adaptive weighted orthogonal iterative pose estimation method is employed to calculate the position and attitude angle of the aircraft.Synthesized and real experiments show that the proposed method is capable of providing accurate navigation parameters for a long-endurance flight without using a global positioning system or an inertial navigation system(INS).Moreover,it can be combined with an INS to achieve an improved navigation result.     

航天飞机动力学参数的辨识算法研究

再入段复杂的环境条件导致航天飞机动态模型的结构参数以较快的速度变化，从而影响整个飞行控制系统的控制品质．对此，本文采用一种新的辨识算法估计结构参数，计算结呆验证了算法的有效性．     

H∞滤波在惯导/GPS组合导航应用的比较分析

为分析H∞滤波算法在惯性导航系统INS/GPS组合导航应用中对动态环境的自适应能力,选用卡尔曼滤波算法和Sage-Husa算法作为对照,并改进了Sage-Husa算法,构造了较为全面的惯导系统误差模型、扰动数据情形和飞行轨迹,比较分析了三种算法的自适应能力.仿真结果表明:在这种验证环境中,H∞滤波算法可调参数受到的约束较多,与改进的Sage-Husa算法相比,卡尔曼增益和估计协方误差与量测值变化的相关性较弱,导致自适应能力较弱.在这类模拟动态环境中H∞滤波算法的自适应能力要低于改进的Sage-Husa算法.方法和结果对于鲁棒的INS/GPS组合导航算法的工程化应用有较高的实用价值.     

高度层优化使用问题的指派模型及算法

飞行高度层的优化使用是空中交通管制(ATC)自动化理论研究的核心问题。为取得任意两架飞机之间的水平约束,提出航空器相对于飞行高度层的一般性指派问题(AP)的研究方法。引入广义指派(GAP)扩展效率矩阵,分析单架飞机占用一个飞行高度层和多机共用一层效率矩阵元素的定义方法,研究垂直剖面航迹优化的匈牙利求解。效率矩阵如果随条件发生变化,问题变为不确定型,对此,给出了将其转换成确定型问题处理的一般方法。实例表明,直接或间接应用匈牙利算法对于ATC决策的实时求解是有效的。     

分散化滤波及其在DGPS／INS组合系统中的应用

讨论了两种分散化滤波的合成算法，并对分散滤波器和联合滤波器的特点计算量进行了比较。本文还建立了伪距双差及载波相位双差ＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统的Ｋａｌｍａｎ滤波方程，并分别用集中式和分散滤波器对它们进行了仿真。     

基于模态分解的最小方差模态滤波器

针对浅海的复杂水声环境,提出了一种基于模态分解的最小方差无失真响应(MVDR)的自适应模态滤波器,利用接收阵列的声场数据和声速梯度数据,估计了各阶简正波复幅度系数。最小方差模态滤波器提取声场某阶模态时,可以抑制其它模态和噪声的影响,减弱模态滤波器对阵列长度的依赖性及对噪声的灵敏度。通过计算机仿真研究了最小方差模态滤波器的性能,并与其它线性模态滤波器进行了对比,结果表明:该自适应模态滤波器比其它线性模态滤波器能更精确地估计各阶简正波复幅度系数,并且具有良好的环境适用性特点。     

利用回波数据的高分宽测机载SAR运动误差提取方法

为实现高分辨宽测绘带SAR成像,提出一种基于回波数据的高分辨宽测绘带机载SAR运动误差提取方法,有效弥补了基于惯性测量单元/全球定位系统(INS/GPS)提取的运动误差精度低的问题.首先采用一种基于图像对比度最优的方法对SAR回波数据进行相位误差估计,然后利用加权总体最小二乘(WTLS)基于空变相位误差模型反演运动轨迹误差,最后利用得到的轨迹信息实现空变相位误差的补偿和残余距离徙动校正.实测数据处理结果证明该方法有效,相比传统自聚焦算法具有更高的估计和补偿精度.